[發明專利]一種精準控制真空導入復合材料制品纖維體積含量的方法

在審

• 申請號: 201610169611.8
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105729829A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王明軍;楊現偉;劉偉;彭成周;萬里程;汪曉允
• 申請（專利權）人: 江蘇恒神股份有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

技術領域

本發明涉及一種控制纖維體積含量的方法。

背景技術

纖維體積含量是衡量復合材料性能優劣的一個非常重要的指標，纖維含量過低不能有效地體現出纖維對復合材料的增強作用，纖維體積含量過高，又會導致樹脂基體不能在纖維層間形成足夠厚度的界面過渡層，使樹脂基體無法有效傳遞增強纖維中受到的力，也不利于提供較優的復合材料綜合性能。

真空導入成型工藝是在樹脂傳遞模塑成型工藝的基礎之上發展的一種新型非熱壓罐成型工藝的低成本的復合材料大型制件的液體成型工藝，其原理是在一個大氣壓的真空狀態下，排除纖維增強體中的氣體，布置樹脂流道，利用樹脂的流動及滲透，實現對纖維增強體的浸潤、固化。

以傳統的真空導入經驗而言，按照一定的比例配樹脂體系，在一個大氣壓的作用下，將樹脂灌注到纖維增強體中，然后將剩余的樹脂進行稱量，待制品固化完成之后，稱量復合材料制品的質量，估算復合材料制品的纖維體積含量。但是無法有效地在成型過程中準確控制復合材料制品的纖維體積含量，即存在復合材料制品中樹脂含量過高，導致纖維體積含量偏低的問題，造成復合材料制品的報廢，從而造成成本的浪費。

上述存在的問題，在真空導入成型復合材料制品中應當予以考慮，并需要解決實際問題，避免制造成本的增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種準確控制真空導入復合材料制品的纖維體積含量的方法，解決復合材料制品中樹脂含量過高造成的纖維體積含量偏低的問題，避免復合材料制品的報廢，節約制造成本。

本發明提供的技術方案是：

一種精準控制真空導入復合材料制品纖維體積含量的方法，包括模具，在模具的四周邊緣貼上密封膠帶，依次鋪覆預成型體，脫模布，導流介質，然后在密封膠帶上密封真空袋，真空袋上設置有注膠管路、抽氣管路和抽樹脂管路，抽氣管路上安裝有抽氣閥門，連接到真空系統中；抽樹脂管路上安裝有抽樹脂閥門，也連接到真空系統中，在抽樹脂管路中間安裝用于收集被抽出樹脂的緩沖瓶，緩沖瓶放在電子秤上；注膠管路上安裝有注膠閥門，注膠管路與樹脂流道相連，并連接到樹脂桶中，樹脂桶放在電子秤上；將樹脂桶放在電子秤上，記錄樹脂的質量為m₁，打開注膠閥門和抽氣閥門，關閉抽樹脂閥門，向預成型體中灌注樹脂，使樹脂浸潤預成型體，待預成型體被樹脂完全浸潤之后，關閉注膠閥門停止樹脂的灌注，記錄此時樹脂的質量為m₂，打開抽樹脂閥門，將進入到預成型體中的樹脂抽出，收集到緩沖瓶中，然后根據公式V_f＝m_f·ρ_r/(m_r·ρ_f+m_f·ρ_r)，其中m_f為纖維質量，ρ_f為纖維密度，ρ_r為樹脂密度，V_f為纖維體積，計算出復合材料材料制品中理論的樹脂質量m_r，然后通過m₁-m₂-m_r計算出多余的樹脂質量m，根據電子秤的顯示，當多余的樹脂被抽出之后，關閉抽樹脂閥門，將連接到真空系統一端的抽樹脂管路從真空系統中拔出，并將抽樹脂管的該端進行密封。

所述抽氣管路與氣體平衡系統連接到一起，氣體平衡系統由單透膜和纏繞管構成，鋪放在預成型體的四周，使真空系統內的真空壓力盡量分布均勻，距離預成型體3～5cm。

按照M_增強體：M_樹脂＝1:1～1:1.5的比例配樹脂體系，進行真空脫泡處理。

本發明有益效果是：本發明一種準確控制真空導入復合材料制品的纖維體積含量方法，在成型過程中，通過將已注入到預成型體中多余的樹脂抽去，降低復合材料制品中的樹脂含量，從而提高復合材料制品中的纖維體積含量，有措施的排除復合材料制品中纖維體積含量偏低，造成復合材料之間報廢的風險，提高復合材料制品制造的成功率，降低復合材料制品制造成本。

附圖說明

圖1為本發明的整體示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發明的氣體平衡系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。

如圖1、圖2和圖3所示，本實施例提供的一種準確控制真空導入復合材料制品的纖維體積含量方法，在傳統的真空導入工藝基礎之上增加了抽樹脂系統，隨時測量樹脂質量的電子秤以及控制樹脂的閥門。