摘　要：脉动灌注是制备复合材料的一种双层真空袋辅助新技术。其主要创新在于应用设计合理的可重复使用的压力分配器，降低材料成本、劳动时间和浪费。
　　树脂灌注工艺长期用于复合材料部件和模具制备。实际上，自25年前玻璃纤维造船商，复合材料经销商Seemann复合材料公司推出SCRIMP(Seemann复合材料灌注成型工艺)，这种技术的运用已得到显著增长。许多复合材料制造商认识到它比传统技术，如热压罐、RTM和手糊成型工艺，具有更多的经济和环境优势。因此，这种工艺目前广泛应用于工业领域，包括船舶、风能、汽车和航空行业。由于其较广泛的应用，研究和开发了几种制造衍生技术和辅助产品，主要用来提高层压板质量(更高的纤维含量、更低的空隙率和改善的表面光洁度)。例如，开发了双层真空袋技术和控制气压树脂灌注方法(CAPRI，波音公司发明)，与SCRIMF工艺相比，制造的复合材料具有较高的纤维含量和较低的空隙率。
　　复合材料成型工艺发展中的其它重要问题是成本和浪费。事实上，真空袋树脂灌注成型耗费时间，产生较大的浪费，由于需要使用大量的辅助材料一例如，脱模布、导流介质和真空袋，它们必须铺放在合适的位置上，并且成型后不能重复使用。
　　为克服其它灌注技术的缺点，意大利研究委员会复合材料及生物医用研究院和那不勒斯大学材料及生产工程学院提出一种新的树脂灌注方法脉动灌注，由于采用了可重复使用的流动分配器并降低树脂消耗和浪费，这种方法具有成本优势。

l　技术原理

　　传统真空灌注工艺(VIP、VARTM)是通过真空利用热固性树脂浸渍干纤维增强材料。工艺一般包括三个步骤：铺设纤维预成型体，抽真空和热固性树脂浸渍纤维，树脂固化。增强材料一般是碳或玻璃纤维，被放置在单面刚性模具上，柔性真空袋材料代替常用的RTM配套金属模具。根据部件尺寸和形状，树脂通过一个或多个进料口注入，为排除纤维预成型体中的空气和使树脂浸渍纤维，需要一个或多个真空抽气口。在增强材料上放置导流介质，用来促进树脂流动，完全浸透预成型体，排除成品空隙和干斑。对于脉动灌注，使用两层真空袋，无需导流介质。内袋确定内真空室，树脂灌注与VARTM嗄工艺一样。内袋直接铺设在干纤维增强材料上，无需导流介质。在内袋和外袋之间放置合适的压力分配器(图1)，形成外真空室。

　　通过利用两个真空室中不同的真空压力并实时控制真空室之间的压力差(图2)，树脂流
脉动，并辅助树脂在增强材料面内和厚度方向流动。

　　两种制备方式：
　　(1)静态模式：
先，外真空室的真空度要比内真空室高，引起压力分配器上升。由于其独特的形状，压力分配器拉起内袋的某些部分，在增强材料和内袋之间形成一个薄的开口，使树脂可以流动。一旦引入足够浸渍干纤维的树脂，外袋的真空减少，内袋的真空增加，促进树脂通过增强材料，并压实纤维。
　　(2)动态模式：
　　压力调节器逐渐调节内真空室和外真空室之间的压力差，对树脂产生一个压缩作用，促进树脂流过增强材料。
　　脉动频率取决于树脂和构成内真空室、外真空室材料的弹性特征以及压力调节器。为在灌注过程中提供连续的脉动，在真空泵上增加一个阀门，并用LabVIEW软件中的远程界面进行控制。

2　主要优势

　　在采用新的脉动灌注技术之前，与其他灌注工艺相比，证实其工艺优势并确定终复合
材料性能和制造周期成本的差异是很有必要的。例如，通过比较传统真空灌注工艺和静动态
脉动灌注工艺制备的环氧／玻璃纤维复合材料的拉伸性能，评定脉动灌注工艺制备长纤维复合材料的可行性。实验结果表明，动态脉动灌注工艺制备的层压板的力学性能与传统真空灌注工艺(VIP)的相似，因此，从这个角度来说，该工艺认为是等同的(见表1)。

　　同时也对VIP和脉动灌注进行了成本分析，重点是树脂和辅助材料，制备了双轴向玻璃纤维复合材料板(1m²，2mm厚)。脉动灌注的树脂消耗少，因为具有较好的真空压力分布，脱模布的使用控制较严格，脉动灌注形成了材料成本节省约19％的优势，同时由于没有导流介质，浪费减少。

3　结　语

　　脉动灌注是一种交替的真空灌注工艺，采用双层真空袋和硅透气膜取代传统VIP导流介质，具有静态和动态(使用自动化系统)两种模式，材料成本可以节省约19％。