CN105729829A - 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法 - Google Patents

一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105729829A
CN105729829A CN201610169611.8A CN201610169611A CN105729829A CN 105729829 A CN105729829 A CN 105729829A CN 201610169611 A CN201610169611 A CN 201610169611A CN 105729829 A CN105729829 A CN 105729829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
vacuum
valve
preform
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610169611.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王明军
杨现伟
刘伟
彭成周
万里程
汪晓允
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Hengshen Co Ltd filed Critical Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority to CN201610169611.8A priority Critical patent/CN105729829A/zh
Publication of CN105729829A publication Critical patent/CN105729829A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546—Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明提供的一种准确控制真空导入复合材料制品的纤维体积含量的方法，与传统的真空导入工艺相比，增加一道抽树脂工序，抽出增强体中多余的树脂，控制增强体中树脂含量，即达到准确控制复合材料制品中纤维体积含量的目的。为了实现上述目的，在注胶管路、抽气管以及抽树脂管路上安装阀门，调节阀门，控制进入预成型体中的树脂和需要被抽出的树脂，电子秤准确记录树脂桶中树脂的变化量和被抽出树脂的变化量，代入计算公式即可得到复合材料制品中的纤维体积含量。该发明可以避免因复合材料制品中树脂含量过高，而导致纤维体积含量偏低，造成复合材料制品报废，有效避免了复合材料制造成本的增加。

Description

一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法
技术领域
本发明涉及一种控制纤维体积含量的方法。
背景技术
纤维体积含量是衡量复合材料性能优劣的一个非常重要的指标，纤维含量过低不能有效地体现出纤维对复合材料的增强作用，纤维体积含量过高，又会导致树脂基体不能在纤维层间形成足够厚度的界面过渡层，使树脂基体无法有效传递增强纤维中受到的力，也不利于提供较优的复合材料综合性能。
真空导入成型工艺是在树脂传递模塑成型工艺的基础之上发展的一种新型非热压罐成型工艺的低成本的复合材料大型制件的液体成型工艺，其原理是在一个大气压的真空状态下，排除纤维增强体中的气体，布置树脂流道，利用树脂的流动及渗透，实现对纤维增强体的浸润、固化。
以传统的真空导入经验而言，按照一定的比例配树脂体系，在一个大气压的作用下，将树脂灌注到纤维增强体中，然后将剩余的树脂进行称量，待制品固化完成之后，称量复合材料制品的质量，估算复合材料制品的纤维体积含量。但是无法有效地在成型过程中准确控制复合材料制品的纤维体积含量，即存在复合材料制品中树脂含量过高，导致纤维体积含量偏低的问题，造成复合材料制品的报废，从而造成成本的浪费。
上述存在的问题，在真空导入成型复合材料制品中应当予以考虑，并需要解决实际问题，避免制造成本的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种准确控制真空导入复合材料制品的纤维体积含量的方法，解决复合材料制品中树脂含量过高造成的纤维体积含量偏低的问题，避免复合材料制品的报废，节约制造成本。
本发明提供的技术方案是：
一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法，包括模具，在模具的四周边缘贴上密封胶带，依次铺覆预成型体，脱模布，导流介质，然后在密封胶带上密封真空袋，真空袋上设置有注胶管路、抽气管路和抽树脂管路，抽气管路上安装有抽气阀门，连接到真空系统中；抽树脂管路上安装有抽树脂阀门，也连接到真空系统中，在抽树脂管路中间安装用于收集被抽出树脂的缓冲瓶，缓冲瓶放在电子秤上；注胶管路上安装有注胶阀门，注胶管路与树脂流道相连，并连接到树脂桶中，树脂桶放在电子秤上；将树脂桶放在电子秤上，记录树脂的质量为m1，打开注胶阀门和抽气阀门，关闭抽树脂阀门，向预成型体中灌注树脂，使树脂浸润预成型体，待预成型体被树脂完全浸润之后，关闭注胶阀门停止树脂的灌注，记录此时树脂的质量为m2，打开抽树脂阀门，将进入到预成型体中的树脂抽出，收集到缓冲瓶中，然后根据公式Vf＝mf·ρr/(mr·ρf+mf·ρr)，其中mf为纤维质量，ρf为纤维密度，ρr为树脂密度，Vf为纤维体积，计算出复合材料材料制品中理论的树脂质量mr，然后通过m1-m2-mr计算出多余的树脂质量m，根据电子秤的显示，当多余的树脂被抽出之后，关闭抽树脂阀门，将连接到真空系统一端的抽树脂管路从真空系统中拔出，并将抽树脂管的该端进行密封。
所述抽气管路与气体平衡系统连接到一起，气体平衡系统由单透膜和缠绕管构成，铺放在预成型体的四周，使真空系统内的真空压力尽量分布均匀，距离预成型体3～5cm。
按照M增强体：M树脂＝1:1～1:1.5的比例配树脂体系，进行真空脱泡处理。
本发明有益效果是：本发明一种准确控制真空导入复合材料制品的纤维体积含量方法，在成型过程中，通过将已注入到预成型体中多余的树脂抽去，降低复合材料制品中的树脂含量，从而提高复合材料制品中的纤维体积含量，有措施的排除复合材料制品中纤维体积含量偏低，造成复合材料之间报废的风险，提高复合材料制品制造的成功率，降低复合材料制品制造成本。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的气体平衡系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供的一种准确控制真空导入复合材料制品的纤维体积含量方法，在传统的真空导入工艺基础之上增加了抽树脂系统，随时测量树脂质量的电子秤以及控制树脂的阀门。
使用单透膜19包裹缠绕管18制成气体平衡系统17，在抽气管路6、抽树脂管路7和注胶管路11上分别安装抽气阀门8、抽树脂阀门9和注胶阀门10。将抽气管路6的一端连接到真空系统1上，在抽树脂管路7的线路上连接一缓冲瓶4，并将缓冲瓶4放在已归零的电子秤2上，将抽树脂管路7的一端连接到真空系统1上。
先将模具12表面清理洁净，在模具12四周贴上密封胶带20，然后在模具12上依次铺放已称重的预成型体13、脱模布14、导流介质15，然后布置树脂流道，在距离预成型体3～5cm的位置安放气体平衡系统17，将抽气管路6与气体平衡系统17相连，将注胶管路11与树脂流道连接到一起，固定抽树脂管路7，在密封胶带20上密封真空袋16。
打开真空系统1，抽真空，压实管路的拐角之处，防止漏气和架桥，测真空，检漏。按照M增强体：M树脂＝1:1～1:1.5的比例配树脂体系，搅拌均匀，真空脱泡，倒入树脂桶5中，将树脂桶5放在已归零的电子秤3上，记录树脂的质量为m1，静置片刻，打开注胶阀门10和抽气阀门8，关闭抽树脂阀门9，向预成型体13中灌注树脂，使树脂浸润预成型体13，待预成型体13被树脂完全浸润一段时间之后，关闭注胶阀门10停止树脂的灌注，记录此时树脂的质量为m2，然后打开抽树脂阀门9，将进入到预成型体13中的树脂抽出，收集到缓冲瓶4中，根据公式Vf＝mf·ρr/(mr·ρf+mf·ρr)，其中mf为纤维质量，ρf为纤维密度，ρr为树脂密度，当为了获得一定的纤维体积含量Vf，可以计算出复合材料材料制品中理论的树脂质量mr，然后通过m1-m2-mr计算出多余的树脂质量m，根据电子秤2的显示，当多余的树脂质量m被抽出之后，关闭抽树脂阀门9，将连接到真空系统1一端的抽树脂管路7从真空系统1中拔出，并将抽树脂管路7的该端进行密封。灌注完树脂之后，根据树脂体系的固化制度，完成固化工序。将进入到预成型体中多余的树脂抽出后，可以避免因复合材料制品中树脂含量过高，而导致纤维体积含量偏低，造成复合材料制品报废，有效避免了复合材料制造成本的增加。

Claims (3)

1.一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法，其特征在于，包括模具(12)，在模具(12)的四周边缘贴上密封胶带(20)，依次铺覆预成型体(13)，脱模布(14)，导流介质(15)，然后在密封胶带(20)上密封真空袋(16)，真空袋(16)上设置有注胶管路(11)、抽气管路(6)和抽树脂管路(7)，抽气管路(6)上安装有抽气阀门(8)，连接到真空系统(1)中；抽树脂管路(7)上安装有抽树脂阀门(9)，也连接到真空系统(1)中，在抽树脂管路(7)中间安装用于收集被抽出树脂的缓冲瓶(4)，缓冲瓶(4)放在电子秤(2)上；注胶管路(11)上安装有注胶阀门(10)，注胶管路(11)与树脂流道相连，并连接到树脂桶(5)中，树脂桶(5)放在电子秤(3)上；将树脂桶(5)放在电子秤(3)上，记录树脂的质量为m1，打开注胶阀门(10)和抽气阀门(8)，关闭抽树脂阀门(9)，向预成型体(13)中灌注树脂，使树脂浸润预成型体(13)，待预成型体(13)被树脂完全浸润之后，关闭注胶阀门(10)停止树脂的灌注，记录此时树脂的质量为m2，打开抽树脂阀门(9)，将进入到预成型体(13)中的树脂抽出，收集到缓冲瓶(4)中，然后根据公式Vf＝mf·ρr/(mr·ρf+mf·ρr)，其中mf为纤维质量，ρf为纤维密度，ρr为树脂密度，Vf为纤维体积，计算出复合材料材料制品中理论的树脂质量mr，然后通过m1-m2-mr计算出多余的树脂质量m，根据电子秤(2)的显示，当多余的树脂被抽出之后，关闭抽树脂阀门(9)，将连接到真空系统(1)一端的抽树脂管路(7)从真空系统(1)中拔出，并将抽树脂管(7)的该端进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法，其特征在于，所述抽气管路(6)与气体平衡系统(17)连接到一起，气体平衡系统(17)由单透膜(19)和缠绕管(18)构成，铺放在预成型体(13)的四周，使真空系统内的真空压力尽量分布均匀，距离预成型体(13)3～5cm。
3.根据权利要求1所述的一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法，其特征在于，按照M增强体：M树脂＝1:1～1:1.5的比例配树脂体系，进行真空脱泡处理。
CN201610169611.8A 2016-03-23 2016-03-23 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法 Pending CN105729829A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610169611.8A CN105729829A (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610169611.8A CN105729829A (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105729829A true CN105729829A (zh) 2016-07-06

Family

ID=56251083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610169611.8A Pending CN105729829A (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105729829A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107322953A (zh) * 2017-07-31 2017-11-07 江苏恒神股份有限公司 提高真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法
CN107627630A (zh) * 2017-10-20 2018-01-26 江苏恒神股份有限公司 一种复合材料真空导入工艺树脂脱泡装置
CN109648888A (zh) * 2018-12-27 2019-04-19 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种复合材料空腔盒段液态成型方法
CN109940906A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 江苏金风科技有限公司 导流装置、真空灌注用装置及真空灌注方法
CN114559577A (zh) * 2022-03-03 2022-05-31 威海鸿宇复合材料有限责任公司 一种中低温快速固化的大厚度立体织物预浸料及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101352925A (zh) * 2008-08-25 2009-01-28 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法
CN101462360A (zh) * 2007-12-18 2009-06-24 上海玻璃钢研究院 大功率风力机叶片根端一次性真空辅助灌注成型方法
CN101585238A (zh) * 2009-07-02 2009-11-25 中国人民解放军国防科学技术大学 超大型复合材料构件整体成型工艺及成型系统
WO2010053666A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-14 Spirit Aerosystems, Inc. Reusable infusion bag
CN104097329A (zh) * 2014-06-16 2014-10-15 中国商用飞机有限责任公司 一种复合材料泡沫夹芯结构成型中对泡沫材料进行树脂灌注预处理的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462360A (zh) * 2007-12-18 2009-06-24 上海玻璃钢研究院 大功率风力机叶片根端一次性真空辅助灌注成型方法
CN101352925A (zh) * 2008-08-25 2009-01-28 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法
WO2010053666A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-14 Spirit Aerosystems, Inc. Reusable infusion bag
CN101585238A (zh) * 2009-07-02 2009-11-25 中国人民解放军国防科学技术大学 超大型复合材料构件整体成型工艺及成型系统
CN104097329A (zh) * 2014-06-16 2014-10-15 中国商用飞机有限责任公司 一种复合材料泡沫夹芯结构成型中对泡沫材料进行树脂灌注预处理的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
益小苏 等: "《复合材料手册》", 31 July 2009, 化学工业出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107322953A (zh) * 2017-07-31 2017-11-07 江苏恒神股份有限公司 提高真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法
CN107627630A (zh) * 2017-10-20 2018-01-26 江苏恒神股份有限公司 一种复合材料真空导入工艺树脂脱泡装置
CN109940906A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 江苏金风科技有限公司 导流装置、真空灌注用装置及真空灌注方法
CN109648888A (zh) * 2018-12-27 2019-04-19 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种复合材料空腔盒段液态成型方法
CN114559577A (zh) * 2022-03-03 2022-05-31 威海鸿宇复合材料有限责任公司 一种中低温快速固化的大厚度立体织物预浸料及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105729829A (zh) 一种精准控制真空导入复合材料制品纤维体积含量的方法
CN101352925B (zh) 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法
CN102015264B (zh) 用于检测真空辅助树脂传递模塑成型处理中的泄漏的方法和装置
CN106985416A (zh) 热压罐成型碳纤维制品的工艺方法
CN103802331A (zh) 一种零出胶真空辅助树脂渗透成型树脂基复合材料的方法
CN104401092B (zh) 碳纤维复合材料厚层合结构均匀吸胶方法及层合结构
CN103660324B (zh) 一种复合材料成型用柔性抽气套件及其抽气方法
CN103252897B (zh) 一种真空灌注工艺及用于其的导流管
CN101830095A (zh) 具有表面功能层的复合材料构件及其vimp制备方法
CN207711416U (zh) 一种用于植物纤维真空模压成型的工艺设备
CN111531919B (zh) 一种树脂真空成型装置及构件制备方法
CN102114710B (zh) 一种制备大型复合材料风力发电机叶片的方法
CN101708658A (zh) 一种下注式真空灌注工艺
CN104943200A (zh) 一种夹层热塑性导流网的树脂基复合材料液体成型方法
CN105109060A (zh) 一种制备纤维复合材料的真空导入成型工艺
CN104097329A (zh) 一种复合材料泡沫夹芯结构成型中对泡沫材料进行树脂灌注预处理的方法
CN110884167B (zh) 一种风力发电叶片聚氨酯树脂灌注结构及成型方法
CN205651673U (zh) 一种新型的真空导入制备超厚复合材料板材装置
CN103909659B (zh) 一种树脂膜渗透成型树脂基复合材料的方法
CN105563855A (zh) 一种新型的真空导入制备超厚复合材料板材装置及其工艺
CN105415706A (zh) 复合材料夹芯结构真空灌注一次成型方法
CN206344479U (zh) 一种真空辅助成型复合材料层合板的制备装置
CN103358565A (zh) 复合材料试件板材的制作模具及方法
CN108237706A (zh) 用于纤维制品的真空灌注方法
CN206510453U (zh) 用于树脂传递模塑成型的实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160706