CN105216344A - 真空灌注成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空灌注成型工艺，包括：在模具上依次铺设玻璃纤维增强材料层、脱模布、导流密封组件，导流密封组件包括导流网、导流管、真空覆膜，真空覆膜的厚度的取值范围为0.5mm至30mm；将导流管分别与抽真空装置和注胶管路连接，并将真空覆膜密封在模具上；进行真空灌注。本发明利用厚度较大的真空覆膜替代现有技术中的厚度较小的真空袋膜，避免了真空袋膜易被扎破且查漏难、无法重复使用的问题，节省了大量的材料和人工，进而提升了真空灌注成型工艺的工作效率。

Description

真空灌注成型工艺

技术领域

本发明涉及复合材料真空灌注成型技术领域，尤其涉及一种真空灌注成型工艺。

背景技术

随着风能的利用价值逐渐显现出来和风力发电技术的迅速发展，人们需要制造并安装大批的风力发电机组，以获取更多的风能。风力发电机组通过叶片获取风能，因此，叶片的制造质量直接影响着风力发电机组的工作性能。叶片通常是由复合材料制成的薄壳结构，其成型过程需涉及真空灌注成型工艺。

现有的叶片生产过程是先在生产叶片的模具上铺设玻璃纤维增强材料，然后利用真空灌注成型工艺制造出叶片。真空灌注成型工艺的步骤是：在玻璃纤维增强材料上铺设辅助材料(包括脱模布、导流网、导流管等)，并用真空袋膜覆盖在模具上并密封，然后检查真空度，之后通过注胶管路真空灌注合成树脂材料，再经过加热固化、修整处理等工序，就可以得到成型产品。

上述真空灌注成型工艺存在如下问题：

(1)现有的真空灌注成型工艺通常采用真空袋膜(软膜)覆盖在模具上并密封的成型方式，这种方式能够获得高质量的成型产品，但由于真空袋膜非常薄(约0.05mm)，生产过程中容易被扎破而造成真空泄漏，而在检验真空度的过程中很难找到漏气点，造成生产进度缓慢，甚至有些时候需要揭掉真空袋膜重新铺设，使得材料浪费且人员重复劳动增多，不利于生产人员安排生产过程。

(2)真空袋膜使用一次即报废，不能重复使用，使得生产成本增加，且不利于环保。

(3)铺设真空辅助材料时，通常按照脱模布、导流网、导流管、真空管、真空袋膜等的顺序铺放，其中，导流管和导流网布置位置容易变动，要经过剪裁、测量定位、固定等工序进行铺放，铺放时间长。

总之，目前的真空灌注成型工艺有真空袋膜漏气查漏难、真空袋膜无法重复使用、真空辅助材料铺设时间长的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种真空灌注成型工艺，以解决目前的真空灌注成型工艺的真空袋膜容易被扎漏的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种真空灌注成型工艺，包括如下步骤：在模具上依次铺设玻璃纤维增强材料层、脱模布、导流密封组件，导流密封组件包括导流网、导流管、真空覆膜，真空覆膜的厚度的取值范围为0.5mm至30mm；将导流管分别与抽真空装置和注胶管路连接，并将真空覆膜密封在模具上；进行真空灌注。

进一步地，导流网固定设置在真空覆膜的底面上。

进一步地，导流网与真空覆膜为一体成型。

进一步地，导流管一体成型在真空覆膜的底面，且导流管上设置有沿导流管的长度方向延伸的开口，导流网分布在真空覆膜的底面除导流管之外的部分。

进一步地，导流管的数量为多根，且沿模具的宽度方向依次间隔设置。

进一步地，多根导流管中至少其中两根导流管的长度不等。

进一步地，真空覆膜的厚度的取值范围为2mm至20mm。

进一步地，真空覆膜的厚度为2mm、5mm、10mm、15mm或20mm。

进一步地，真空覆膜的材质为聚四氟乙烯。

进一步地，在铺设脱模布的步骤之后，在铺设导流密封组件的步骤之前，还包括步骤：铺设带孔隔离膜。

本发明实施例的真空灌注成型工艺，利用真空覆膜代替真空袋膜进行真空灌注，真空覆膜不易被扎破，查漏也简单，可以多次使用，有效的节省了真空灌注成型工艺过程中材料和人工。

附图说明

图1为本发明实施例的真空灌注成型工艺的流程图；

图2为本发明实施例的真空灌注成型工艺用于制造风力发电机叶片时的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例的真空灌注成型工艺提供的真空覆膜的仰视图；

图4为本发明实施例的真空灌注成型工艺提供的真空覆膜的截面结构示意图。

附图说明

1-导流网；2-导流管；3-真空覆膜；4-模具。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并结合实施例对本发明的真空灌注成型工艺进行详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例的真空灌注成型工艺的流程图。该真空灌注成型工艺可以用于复合材料成型器件的制造，如体育用品器件、游艇、风力发电机组叶片等，但不限于此。如图1所示，该真空灌注成型工艺包括步骤：

S101：在铺设有玻璃纤维增强材料层的模具4上依次铺设脱模布、导流密封组件。其中，导流密封组件包括导流网1、导流管2和真空覆膜3，真空覆膜3的厚度的取值范围为0.5mm至30mm。

本发明的实施例的真空灌注成型工艺利用真空覆膜3与模具4配合实现密封，真空覆膜3的厚度的取值范围为0.5mm至30mm，由于这个厚度的真空覆膜3(其为一种半硬膜，半硬膜是指其硬度介于真空袋膜与模具4之间，具有良好的随形性且强度高于真空袋膜)不易被铺设的真空辅助材料或其修剪碎片扎破，故而可以减少查找漏洞的时间，还能够使得整个真空灌注过程的真空度得到保障，即使被扎破之后也容易找到漏气孔进行补救，可以提高工作效率。而且，在整个真空灌注成型工艺完成后，真空覆膜3可以完整地取下来进行重复使用，避免了材料和人工的浪费，有效提高了真空灌注成型工艺的生产效率。

优选地，真空覆膜3的材料可以与真空袋膜相同，例如为：氯化氢乙烯、聚四氟乙烯、流延聚丙烯等。当然，真空覆膜3的材料并不限于上述的材料，只要满足真空覆膜3的强度要求和随形性要求即可。更优选地，真空覆膜3的材质为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有耐高温、不粘附等优点，是制作真空覆膜3的优选材料。而且用聚四氟乙烯制作的真空覆膜3在厚度没有过大时，是半透明的，可用于观察真空灌注时的树脂流动情况。

较优地，真空覆膜3的厚度的取值范围为2mm至20mm。

为了防止真空覆膜3被扎破，真空覆膜3的厚度要大于或等于0.5mm，但是将导流管2或者导流网1设置在厚度为0.5mm的真空覆膜3上的操作难度较大，而且真空覆膜3的厚度越小，其能够重复使用的次数越少。因此，为了方便操作和多次使用，真空覆膜3的厚度可以选为大于2mm。当真空覆膜3的厚度过大时，不仅不会增加真空覆膜3的优点，还会造成材料的浪费。因此，真空覆膜3的厚度可以选为小于20mm。所以，真空覆膜3的厚度的取值范围优选为2mm至20mm。

更优选地，真空覆膜的厚度为2mm、5mm、10mm、15mm或20mm。真空覆膜的厚度为这些值时，其经济性较好，可以在不增加成本的情况下提高真空灌注效率，进而提高生产效率。

在本实施例中，导流密封组件包括导流网1、导流管2和真空覆膜3。其中，导流网1、导流管2和真空覆膜3可以单独设置，也可以将铺设顺序相邻的两个或三个进行一体成型设置，这样有利于提高铺设效率。具体地，如果导流网1、导流管2、真空覆膜3单独设置，在模具4上铺设导流密封组件时，可以在铺设完脱模布后，依次铺设导流网1、导流管2、真空覆膜3。

较优地，在铺设脱模布的步骤之后，在铺设导流密封组件的步骤之前，还包括步骤：铺设带孔隔离膜。在铺设脱模布之后铺设带孔隔离膜，是为了较容易地把导流网1和脱模布分开。如果脱模布经过具有不粘附性的特氟龙材料(聚四氟乙烯)处理，可以轻松地与导流网1分开，则此步骤可以省略。

S102：将导流管2分别与抽真空装置和注胶管路连接，并将真空覆膜3密封在模具4上。具体地，抽真空装置可以是真空泵，注胶管路可以是由储胶桶里伸出的带有开关的胶管。将导流管2分别与上述的真空泵和注胶管路连接，以便能够抽真空和注胶。优选地，真空覆膜3的密封方式采用专用双面胶进行密封，以保证良好的密封效果。

S103：进行真空灌注。

在将真空覆膜3密封之后，可以开启真空泵抽真空，在整个系统抽真空达到需要的真空度后，关闭真空泵并检查整个系统的气密性，之后打开注胶管路开始注胶。在这里需要说明的是，导流管2的硬度要足以承受真空压力，以保证真空灌注成型工艺的顺利进行。灌注用的树脂是根据需要调配而成的，打开注胶管路后调配好的树脂材料会灌注到导流管2中，然后渗入到模具4上铺设的玻璃纤维增强材料层内。灌注完成后，再经过加热固化、脱模和后期处理，就可以得到成型的样品。

优选地，为了提高铺设效率，降低生产劳动强度，导流网1和导流管2一体成型在真空覆膜3上，并构成导流密封组件，这样在铺设过程中可以只铺设一遍导流密封组件，进而提高铺设效率。此外，由于导流网1和导流管2一体成型在真空覆膜3上，使得导流网1和导流管2的位置不易变动，铺设更加准确，还可以省略裁剪、测量定位、固定等工序。

具体地，导流网1固定设置在真空覆膜3的底面上。通常，在铺设导流网1时，要根据应用环境和使用需求的不同预先设计导流网1的尺寸和分布密度，然后依照预先的设计铺设。在铺设时要先测量定位找出正确位置再铺设。而铺设后导流网1的位置容易变动。

如图2至4所示，在本实施例中，导流网1固定设置在真空覆膜3的底面，使导流网1与真空覆膜3的相对位置不会发生变化。这样只需确保真空覆膜3铺设位置准确即可保证导流网1铺设准确，且由于真空覆膜3通过密封胶固定在模具4上，所以在真空覆膜3铺设好后导流网1的位置就不会产生变化，可以有效地确保导流网1铺设位置的准确性。由此能够省略导流网1的测量定位和固定步骤，节省铺设时间，也能够避免剪裁导流网1而产生粉尘或碎片，进而避免对整个系统造成污染。

导流网1在真空覆膜3上的位置可以根据不同的应用环境而具体确定。例如图3所示，导流网1是由多个管平行、交叉排列而成的，其排列方式可以为多种。例如，两管交叉的夹角是但不限于45°、60°或90°。

导流网1成型在真空覆膜3上的方式为多种，例如可以先单独成型出需要的导流网1和真空覆膜3，再通过粘接、连接件固定或卡接等方式将两者连接。优选地，导流网1与真空覆膜3为一体成型。即在生产真空覆膜3的模具4上预先设置一些凸起和用于成型导流网1的结构，在生产真空覆膜3时直接在其上成型出导流网1。现有技术中所有可以一体成型出导流网1和真空覆膜3的工艺即可采用。

较优地，导流管2固定设置在真空覆膜3上，且导流管2上设置有沿导流管2的长度方向延伸的开口，以供树脂流出，导流网1分布在真空覆膜3的底面除导流管2之外的部分。

具体地，可以先预制出导流管2，然后在制造真空覆膜3时将预制的导流管2放入，使导流管2、导流网1和真空覆膜3一体成型。将导流管2固定设置在真空覆膜3上，能够节省导流管2的测量定位、裁剪连接、固定等工序，可以节省铺设时间，同时也可以避免铺设导流管2过程中剪接导流管2带来的清理难度。在进行真空灌注时，导流管2的作用是将合成树脂从系统外导入，并将其输送至导流网1和玻璃纤维增强材料层，导流网1可以加快合成树脂的分散。在导流管2上设置沿长度方向延伸的开口，再将导流网1分布在真空覆膜3的底面除导流管2之外的部分，可以使得合成树脂更顺利地被输送至各玻璃纤维增强材料层。

如图4所示，导流管2与真空覆膜3一体成型，导流管2的开口方向与真空覆膜3的底面方向相同，用于导入合成树脂。

较优地，导流管2为欧姆管。欧姆管的制造工艺已经很成熟，而且欧姆管的形状可以很好地满足需求。在其他实施例中，导流管2的形状可以为其他形状，例如三角形管形状。

较优地，导流管2的数量可根据需要选用，如铺设面积较大(尤其是宽度较宽的地方)，则可以为多根，且多根导流管2沿模具的宽度方向依次间隔设置。设置多根导流管2可以更快速的将合成树脂导入并输送，以提高真空灌注效率。多根导流管2设置在真空覆膜3上的间距可以根据需要确定。

较优地，多根导流管2中至少其中两根导流管2的长度不等。设置多根长度不等的导流管2的原因是为了满足不同的模具4需求，例如，产品的宽度沿其长度方向是变化的，则需要根据具体需求设置导流管2的长度，以更快的将合成树脂输送至不同位置。

本发明实施例提供的真空灌注成型工艺具有如下效果：

利用厚度较大的真空覆膜替代现有技术中的厚度极小的真空袋膜，避免了真空袋膜易被扎破、查漏难、无法重复使用的问题，有效的节省了真空灌注成型工艺过程中材料和人工；

将导流网和导流管预设在真空覆膜内，避免了真空灌注成型工艺过程中，导流网和导流管的剪裁、测量定位、固定等工序，铺设更快，减少了铺设时间，节省了大量工作时间，进而提升了真空灌注成型工艺的工作效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种真空灌注成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

在铺设有玻璃纤维增强材料层的模具上依次铺设脱模布、导流密封组件，所述导流密封组件包括导流网、导流管、真空覆膜，所述真空覆膜的厚度的取值范围为0.5mm至30mm；

将所述导流管分别与抽真空装置和注胶管路连接，并将所述真空覆膜密封在模具上；

进行真空灌注。

2.根据权利要求1所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述导流网固定设置在所述真空覆膜的底面上。

3.根据权利要求2所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述导流网与所述真空覆膜为一体成型。

4.根据权利要求3所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述导流管一体成型在所述真空覆膜的底面，且所述导流管上设置有沿所述导流管的长度方向延伸的开口，所述导流网分布在所述真空覆膜的底面除所述导流管之外的部分。

5.根据权利要求1所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述导流管的数量为多根，且沿所述模具的宽度方向依次间隔设置。

6.根据权利要求5所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述多根导流管中至少其中两根导流管的长度不等。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述真空覆膜的厚度的取值范围为2mm至20mm。

8.根据权利要求7所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述真空覆膜的厚度为2mm、5mm、10mm、15mm或20mm。

9.根据权利要求1所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，所述真空覆膜的材质为聚四氟乙烯。

10.根据权利要求1所述的真空灌注成型工艺，其特征在于，在铺设所述脱模布的步骤之后，在铺设所述导流密封组件的步骤之前，还包括步骤：铺设带孔隔离膜。