復(fù)合材料真空輔助成型工藝特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：2023-03-25 16:06瀏覽次數(shù)：
《復(fù)合材料真空輔助成型工藝特點(diǎn)》
真空輔助成型工藝（Vacuum Assisted Resin Infusion，VARI）,即真空灌注工藝（VIP）或真空輔助樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模塑（VARTM），是一種新型、低成本制作復(fù)合材料大型制件的成型技術(shù)，它是在真空狀態(tài)下排除纖維增強(qiáng)體中的氣體，利用樹(shù)脂的流動(dòng)、滲透，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維及其織物的浸漬，并在一定的溫度條件下固化，形成一定樹(shù)脂/纖維比例的工藝方法。
VARI成型技術(shù)作為一種高性能、低成本的非熱壓罐成型技術(shù)在航空航天領(lǐng)域受到越來(lái)越廣泛的重視，并被CAI計(jì)劃作為一項(xiàng)關(guān)鍵低成本制造技術(shù)。VARI成型技術(shù)是在真空壓力下，利用樹(shù)脂的流動(dòng)、滲透實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維及其織物浸漬，并在真空壓力下固化的成型方法。與傳統(tǒng)的工藝相比，VARI成型技術(shù)不需要熱壓罐，僅需要一個(gè)單面的剛性模具（其上模為柔性的真空袋薄膜），用來(lái)鋪放纖維增強(qiáng)體，模具只為保證結(jié)構(gòu)型面要求，簡(jiǎn)化了模具制造工序，節(jié)省了費(fèi)用，而且僅在真空壓力下成型，無(wú)需額外壓力，有助于降低成本。因此，其主要特點(diǎn)是成本低、產(chǎn)品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近、適合制造大型制件等。VARI方法針對(duì)RTM方法的局限性，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚧胧瑑H在真空條件下完成結(jié)構(gòu)的固化過(guò)程。該法擺脫了對(duì)熱壓罐設(shè)施的依賴，對(duì)大型結(jié)構(gòu)而言，是一種明顯具備低成本潛力的制造方法。但與其他的樹(shù)脂轉(zhuǎn)移方法相同，此法對(duì)樹(shù)脂的流動(dòng)性有較高的要求。同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)高性能材料方面，低壓成型工藝過(guò)程中遇到的困難會(huì)大于高壓下的成型，因此，對(duì)材料力學(xué)性能的期望不能簡(jiǎn)單攀比預(yù)浸料工藝方法。對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念要求相應(yīng)的更新。VARI方法的工程化發(fā)展亟需材料、工藝和設(shè)計(jì)人員的協(xié)同配合。VARI工藝主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
① 衍生自RTM工藝，基本特點(diǎn)與RTM相同；
② 與RTM不同，樹(shù)脂流動(dòng)由真空壓力驅(qū)動(dòng)；
③ 單面模具，另一面為真空袋，制品只有一面光滑；
④ 模具通常需要加熱，滿足樹(shù)脂固化條件；
⑤ 機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)；
⑥ 生產(chǎn)成本低。
盡管VARI具有很多優(yōu)點(diǎn)，但作為一種液體成型技術(shù)，在復(fù)合材料成型過(guò)程中，依然有許多難點(diǎn)需要解決，如對(duì)樹(shù)脂流動(dòng)的控制、干斑的防治以及樹(shù)脂/纖維比例的一致等，需要從微觀和宏觀的機(jī)理上深入研究。