[發明專利]一種船用高立面復合材料制件真空輔助成型工藝方法

有效

• 申請號: 200810141256.9
• 申請日: 2008-08-25
• 公開（公告）號: CN101352925A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 張建設;王利;張興剛
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/48;B29C70/54
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明涉及一種復合材料成型工藝技術，特別是涉及一種真空輔助成型工藝技術，特別涉及高立面復合材料制件的成型技術。

背景技術

目前，國內外大型艦船制件采用鋼或玻璃纖維復合材料制造，鋼質材料存在重量大，影響艦船裝載與航速以及聲、雷達等目標特征顯著等缺點，因此許多制件均在開展復合材料替代研究。當前我國船用玻璃纖維增強樹脂基復合材料大型制件主要采用手糊成型工藝制作，但復合材料手糊成型工藝存在對操作者的依賴性大，生產效率低，產品質量穩定性差，勞動強度大，空氣污染嚴重等缺點。采用真空輔助成型工藝成型纖維增強復合材料可彌補手糊成型工藝的缺點，真空輔助成型工藝是一種制造高性能纖維增強樹脂基復合材料的先進技術，是在真空密封狀態下排除增強材料中的氣體，利用真空負壓吸注樹脂實現對增強材料的浸漬，并在室溫下進行固化，具有成本低、成型速度快、產品質量穩定、環境污染小以及能夠制造大型復雜結構制件的優點。

在成型船用高立面復合材料制件，增強材料是否被樹脂完全浸漬是影響成型質量的關鍵因素。常用的真空輔助工藝方法是將注膠管放置在增強材料的一側，抽氣管在另一側，利用真空負壓實現樹脂對增強材料的浸漬。例如：對于大尺寸復合材料制件，專利申請號為01120577.6的中國專利提出了一種真空滲透成型工藝，在與注膠嘴相對的方向并在復合材料預制件的上部增設排氣通道，有效降低了大尺寸制件的孔隙率和干斑缺陷，改善了復合材料的內部及外觀質量。對于大厚度復合材料制件，專利申請號為01120575.x的中國專利主要是通過注膠管向制件的底部注膠，注膠管設置在制件寬度方向的兩端面的一側，距離制件邊緣約50cm的位置，在另一側端面旁邊位置處，設置一根沿制件長度方向并平行于該側端面的真空管路，該方法解決了大厚度制件寬度方向上樹脂的流動問題，有效改善了復合材料的內部及外觀質量。上述專利述及的工藝方法，對于減輕成型制品內部及表面缺陷，改善成型質量具有一定的作用。但對于船用高立面復合材料制件，根據達西定律(關于樹脂滲透率的一個計算方法)計算，在樹脂浸漬時隨著流動距離增加其受力呈梯度減少，這樣加上重力的影響將可能導致在成型高立面制件時增強材料浸漬不完全，從而影響制件的質量，嚴重時會導致成型失敗。

經檢索，目前國內外均未有高立面復合材料制件真空輔助成型工藝方法的專利以及采用真空輔助工藝制造高立面復合材料制件的文獻和相關出版物。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種船用高立面復合材料制件真空輔助成型工藝方法。

本發明是在真空輔助成型工藝基礎上加以改進，即增設多個注膠/抽氣管，將制品有機分為多個單元，并嚴格控制每個單元內導流介質上邊緣距注膠/抽氣管的距離，在成型時采用接力的方式可使船用高立面復合材料制件浸漬完全，以有效提高成型工藝的可靠性。

這種船用高立面復合材料制件真空輔助成型工藝方法，包括：

—原料配制，即根據確定的配方，準備和配制復合材料所需要的樹脂和必要的輔料成分，

—成型工藝，包括模具處理、增強材料裁切和鋪設、導流介質的鋪設和管路布置、密封處理、設置注射口與空氣出口、封裝檢漏、樹脂注入、固化與脫模等工序，

其特征是在導流介質的鋪設和管路布置工序中，樹脂流道方向與制件高度方向一致，在制件高度方向上設置多個平行于寬度方向的注膠/抽氣管，通過注膠/抽氣管在高度方向上將制件分為若干個成型單元，控制成型單元內導流介質邊緣距注膠/抽氣管距離(保證在樹脂到達注膠/抽氣管時，在制件厚度方向上下表面的流動速度達到一致)形成每個單元包含導流、注膠、排氣等浸漬系統，在成型時采用接力的方式，從下至上依次浸漬各個單元，從而有效控制樹脂對增強材料的浸漬時間，以達到樹脂對增強材料的良好浸漬，實現船用制品強度、剛度及耐海水或耐海洋環境性能的要求。

本發明的工藝方法，對于截面厚度小于10mm復合材料，樹脂流道沿著導流介質方向采取由下及上方式鋪設，各個成型單元內注膠/抽氣管間距不大于700mm，注膠/抽氣管與導流介質間距在50mm～150mm之間。

本發明的工藝方法，對于截面厚度在10mm～20mm復合材料制件，導流介質方向沿著樹脂流道采取由下及上方式鋪設，注膠/抽氣管間距應不大于500mm，注膠/抽氣管與導流介質間距在50mm～80mm之間。