复合材料真空导入方法，真空导入工艺的原理

时间：2020-06-30

在目前的材料中，复合材料因其质轻强度高而被广泛应用。针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，到现在兴起的真空导入工艺，接下来详细的阐述下真空导入工艺：

1. 真空导入工艺（Vacuum infusion process,VIP)

真空导入工艺，简称VIP，在模具上铺增强材料（玻璃纤维，碳纤维，**纤维，夹心材料等，有别于真空袋工艺），然后铺真空袋（也就是硅胶成型的膜袋），并利用真空体系将空气抽出，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋硅胶材料，从模具上得到所需的制品。VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射模具）结合真空袋硅胶袋膜建立一个闭合系统。

2．真空导入理论

真空导入工艺能被广泛的应用，其理论基础是达西定律：

Darcy’s Law）t =ℓ2h/(2 kDP )，t 是导入时间，由四个参数来决定；h-树脂粘度。

从公式上可以看出所用树脂的粘度越低，则所需导入时间就越短，因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。ℓ-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。DP-压力差, 体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。k= 渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润好坏的参数。k 值大说明浸润好，象多向毡要比方格布，短切毡易被树脂浸润。因此为了使得树脂在增强材料被压实的情况下能方便的充满体系，一般会人为设置一些导流槽，比如在夹心泡沫上下打孔等。

3．真空导入优势

通常的手糊工艺(hand lay-up),增强材料铺于模具中, 采用刷子，辊子或手工浸润增强材料，其中有一种改进的方法是使用真空袋吸出手糊时积层中多余的树脂可提高玻纤含量，得到高强度和轻的产品。VIP相对于传统的工艺具有很多优势，以手糊，真空袋和真空导入为例，在力学性能上真空导入占有明显的优势：

a 制品质量高：在真空环境下树脂浸润玻纤，与传统制造工艺相比，制品中的气泡较少，导流体系中不留有多余的树脂，玻纤含量很高，可达到70%，甚**。所得制品重量轻，强度高，不同生产批次质量稳定。

b 少树脂损耗：用VIP 工艺，树脂的用量可以精确预算，对于手糊或喷射工艺来说，会因操作人员的多变性而难于控制。VIP 工艺可以使得树脂的损耗少，同时节约成本。

c 树脂分布均匀：由于采用真空负压，制品的不同位置的真空产生的压力是一致的，因此树脂对玻纤的浸润速度和含量趋于一致。重量要求稳定的FRP 制件来说这是很关键的优势。

d 过程挥发少：生产过程中没有刷子或辊子之类，不会造成树脂的泼洒或滴落现象出现，不会有大量的气味出现。因此其工作环境能够达到干净、安全, 保护操作者的身心健康。

e 使用单面模具：仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品，可以较好的控制产品的厚度。节约模具制造成本和时间。

正因为用真空导入也即是VIP 工艺所做产品有如此的优点，较早应用于航天航空等特种领域，演变为今天关于碳纤维、**纤维等复合材料的成品，特别是汽车配件，动车车头，大型井盖、灯塔等产品。

VIP 工艺的应用领域

1）船艇工业–船体，甲板，方向舵，雷达屏蔽罩

2）风电能源–叶片，机仓罩

3）体育休闲–头盔，帆板

4）汽车工业–各类车顶，挡风板，车厢，动车头

5）建筑领域–建筑物**部件，建筑模板、灯塔、井盖

6）农业和园艺–粮仓圆盖，农机保护盖

真空导入这一工艺中涉及到一个重要的工具，那便是硅胶真空袋，其原材料是一种耐高温的液体硅胶，通过喷涂或者手工涂刷形成一层类似于薄膜的袋子，运用于此工艺中，又因为其操作方便些且可重复使用，受到使用者的喜欢，详情可咨询深圳市红叶杰科技有限公司。

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