VARI成型實(shí)驗(yàn)討論

/ＶARI成型實(shí)驗(yàn)及討論一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟊敬螌?shí)驗(yàn)通過實(shí)際操作，加深對(duì)真空輔助成型技術(shù)（此后簡稱VＡRＩ成型）的了解，熟悉其工藝原理、操作要求以及技術(shù)要求等。同時(shí)通過課后自主學(xué)習(xí)，了解VＡRI成型工藝發(fā)展現(xiàn)狀,分析其存在的問題和不足。VARI成型是借助成型袋與模具之間抽真空形成的負(fù)壓對(duì)復(fù)合材料坯料進(jìn)行加壓，利用樹脂的流動(dòng)、滲透實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維及其職務(wù)浸漬，并在真空壓力下固化成型的方法。該成型工藝有如下技術(shù)要求：（1）采用粘度低、力學(xué)性能好的樹脂；(2）樹脂粘度應(yīng)在0。１~０.3Ｐa·ｓ范圍內(nèi),便于流動(dòng)和滲透;(3）足夠長時(shí)間內(nèi)樹脂粘度不超出0。3Pa·s；（4)樹脂對(duì)纖維浸潤角小于8°；(5)足夠的真空度，真空度不低于—97KPa;(６）選擇合適的導(dǎo)流介質(zhì),利于樹脂流動(dòng)和滲透；(7）保證良好的密封,防止空氣進(jìn)入體系而產(chǎn)生氣泡;（8)合理的流道設(shè)計(jì)，避免缺陷的產(chǎn)生.二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及要求下圖為VＡRI成型工藝圖：下圖為VＡＲI成型封裝示意圖：由于工藝特殊,VAＲI成型工藝對(duì)樹脂體系、封裝系統(tǒng)、控制有特定的要求:黏度低,粘度范圍：０.1—0。3Pa.s;足夠長時(shí)間內(nèi)黏度不變，有利于浸透、排氣;可在較低溫度下完全固化;固化時(shí)無需額外壓力，只需真空壓力;具有良好的力學(xué)性能，滿足結(jié)構(gòu)使用要求;具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，滿足耐熱要求；樹脂凝膠前的低粘度時(shí)間平臺(tái)要足夠長，保證充分的操作時(shí)間；對(duì)于高溫環(huán)境下使用的樹脂，應(yīng)具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）;樹脂應(yīng)具有良好的力學(xué)性能和阻燃性能；真空負(fù)壓最佳值為≥0.０9５ＭＰa,保證纖維鋪層壓實(shí)致密；良好的密封有利于提高真空度和排除氣泡，減少產(chǎn)品氣孔率;恰當(dāng)?shù)倪x擇制品成型厚度;合理的樹脂流道和真空通道設(shè)計(jì),保證能排出氣體和樹脂能均勻浸漬增強(qiáng)材料,避免產(chǎn)生缺陷。實(shí)驗(yàn)步驟1.準(zhǔn)備模具2。使用磨砂紙清潔模具,使成型表面清潔，同時(shí)注意不能破壞成型體表面3．使用丙酮清洗模具，晾10－１5分鐘,再清洗一次。待干后,再模具上涂一層脫模劑4．晾１0——１５分鐘后,在模具的外側(cè)貼膠衣,平行貼兩層5.量取模具的尺寸，裁剪大小適合的碳纖維編織布。將碳纖維布鋪在模具內(nèi)部，調(diào)整大小,使其始終比內(nèi)層膠衣所圍成的尺寸小６．鋪好４層碳纖維布后,在其上方鋪一層大小相等的脫模布，并固定好,之后再在脫模布上方再鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)并固定好7.剪取兩段長度適中的導(dǎo)流管,固定在內(nèi)側(cè)膠衣以內(nèi)，將兩段導(dǎo)流管分別固定于兩側(cè)。將真空管插入導(dǎo)流管中部的三口管，并固定在膠衣上8．剪取比模具尺寸大的真空袋,用密封膠帶密實(shí)的模具包裹起來。注意伸出的導(dǎo)流管附近的封裝9。配制樹脂，放入樹脂收集器.注意樹脂需要脫泡1０．抽真空.連接樹脂收集器和真空泵保壓，檢查氣密性11．導(dǎo)入樹脂，關(guān)上箱門,加熱固化。固化完成后脫模修整即得到成品四．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論分析1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如上圖所示即為本次實(shí)驗(yàn)成品圖。在圖中可以發(fā)現(xiàn),成品出現(xiàn)白斑、干區(qū)等瑕疵，這是在沖模的時(shí)候，有高滲透率區(qū)域存在，致使高滲透率區(qū)域流速比低滲透率區(qū)域流速快,高滲透率區(qū)域沖模完成，就在低滲透率區(qū)域形成包圍,形成干斑,宏觀表現(xiàn)就是白斑。VARI成型技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺模具成本低（VARI成型不需要能承受注射壓力的成型模具,也不需要成型壓力）對(duì)樹脂流動(dòng)的控制以及白斑的防止大厚度、大尺寸制件的成型使用ＶARI更為適合，尤其適用于船舶、汽車、飛機(jī)等結(jié)構(gòu)件大尺寸、大厚度和復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)件的流道設(shè)計(jì)和優(yōu)化就比較困難處于真空負(fù)壓下的樹脂將完全滲透、浸漬層壓板，沒有了二次膠接帶來的麻煩由于固化工藝導(dǎo)致的殘余應(yīng)力的存在引起的大型真空導(dǎo)入工藝產(chǎn)品的變形問題同大多數(shù)復(fù)合材料成型工藝相比，ＶARI具有很好的可重復(fù)性成型的制品纖維含量高、性能高、孔隙率低作為一種閉模成型工藝,VARI在樹脂固化的循環(huán)過程中限制了交聯(lián)劑的揮發(fā)，對(duì)環(huán)境幾乎無污染VＡＲＩ成型應(yīng)用領(lǐng)域VARＩ成型特別適合大尺寸、大厚度結(jié)構(gòu)件，殼類部件的制作，還可以在結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面嵌入加強(qiáng)筋、內(nèi)插件和連接件等；工藝穩(wěn)定性好；制品纖維體積含量高(最高可達(dá)70%～85%）、孔隙率低，性能與熱壓罐工藝接近；閉模成型，比較環(huán)保。廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，在船舶，汽車,建筑等領(lǐng)域也有不可忽視的應(yīng)用。VAＲI成型存在的主要問題①。出現(xiàn)干斑、干區(qū)(局部滲透率變化、流道效應(yīng)等)②.夾雜氣泡（漏氣、樹脂脫泡不干凈、小分子揮發(fā)等）③。厚度或纖維體積含量不均勻（壓力梯度等）④．纖維體積含量低（固化壓力低，不超過一個(gè)大氣壓）發(fā)展方向①開發(fā)多品種、低粘度、適用期長而且能室溫固化的ＶARI工藝用高性能樹脂基體。②系統(tǒng)化和細(xì)化VAＲI工藝過程影響參數(shù)的研究,加強(qiáng)制品缺陷形成機(jī)理和影響因素的研究，對(duì)建立高效準(zhǔn)確的VARI工藝過程模擬具有重要意義。③數(shù)值模擬應(yīng)朝著細(xì)觀化和精確化方向發(fā)展,如加強(qiáng)纖維細(xì)觀結(jié)構(gòu)，尤其是纖維編織物細(xì)觀結(jié)構(gòu)與樹脂流動(dòng)關(guān)系的研究;還應(yīng)考慮預(yù)成型體與模具之間的縫隙影響(邊緣效應(yīng)）的研究，