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简述几种常见复合材料成型工艺的优缺点:湿铺及真空袋工艺

   日期:2020-05-07     来源:碳纤维及其复合材料技术    浏览:1711    
核心提示:03 湿铺工艺(Wet Lay-up)3.1、工艺概念用手将树脂浸渍到呈编织、针织、缝合或粘合织物形式的纤维中。这通常是通过滚筒或刷子完
03 湿铺工艺(Wet Lay-up)

3.1、工艺概念
 
用手将树脂浸渍到呈编织、针织、缝合或粘合织物形式的纤维中。这通常是通过滚筒或刷子完成的,越来越多地使用压辊式浸渍剂,通过旋转滚筒和树脂浴将树脂压入织物,层压板在标准大气条件下固化(如图3所示)。
 


图3 湿铺工艺示意图
 
3.2、主要材料
 
树脂基体可以选择环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、酚醛树脂等任何一种,而纤维类型也没有限制。
 
3.3 、主要优势
 
i) 广泛使用多年。
 
ii)如果使用室温固化树脂,则成本较低。
 
iii)供应商和材料类型的选择范围很广。
 
iv)纤维含量更高,纤维长度也更长。
 
3.4、主要缺点
 
i) 树脂的混合、层压板的树脂含量和层压板的质量在很大程度上取决于层压机的技术。如果不引入过多的空隙,通常就无法获得低树脂含量的层压板。
 
ii)树脂的健康和安全考虑。手工铺层树脂的较低分子量通常意味着它们比较高分子量的产品具有更大的危害性。较低粘度的树脂也意味着它们有渗透服装等趋势。
 
iii)如果没有昂贵的萃取系统,将聚酯和乙烯基酯中空气中苯乙烯的浓度限制在法定浓度越来越难。
 
iv)树脂需要低粘度才能手动操作。由于需要高浓度的稀释剂/苯乙烯,这通常会损害它们的机械/热性能。

3.5、典型应用
 
标准风力涡轮机叶片、生产船、建筑装饰条等。
 
04 真空袋工艺(Vacuum Bagging)
 
4.1 工艺概念
 
该工艺基本上是上述湿铺工艺的延伸,其中一旦层压后就对层压材料施加压力以改善其固结性。这是通过在湿铺层压板上和工具上密封塑料膜来实现的。袋子下面的空气被真空泵抽走,因此可以在层压板上施加高达一个大气压的压力以使其固化(图4)。
 


图4 真空袋工艺示意图

4.2 主要材料
 
树脂主要是以环氧树脂和酚醛树脂为主,而聚酯和乙烯酯可能存在一定问题,因为真空泵从树脂中过度萃取苯乙烯。对于增强纤维而言,由于存在一定的固结压力意味着各种厚重的织物可能会被弄湿。

4.3 主要优点
 
i) 与标准湿铺技术相比,通常可以获得更高的纤维含量层压板。
 
ii)与湿铺相比,空隙率更低。
 
iii)由于压力和树脂在结构纤维中流动,使纤维更好地湿润,多余的纤维进入袋装材料。
 
iv)健康与安全:真空袋减少了固化过程中释放的挥发物量。
 
4.4 主要缺点
 
i) 额外的工艺增加了劳动力和一次性包装材料的成本ii)操作人员需要更高的技术水平
 
iii)树脂含量的混合和控制仍主要取决于操作员的技能iv)尽管真空袋可以减少挥发物,但暴露量仍然高于预浸料处理技术等4.5 典型应用
 
大型一次性巡航船、赛车部件、生产船中的核心粘接装置。
 
 
 
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