復合材料真空輔助成型工藝特點
發布時間：2023-03-25 16:06瀏覽次數：
《復合材料真空輔助成型工藝特點》
真空輔助成型工藝（Vacuum Assisted Resin Infusion，VARI）,即真空灌注工藝（VIP）或真空輔助樹脂轉移模塑（VARTM），是一種新型、低成本制作復合材料大型制件的成型技術，它是在真空狀態下排除纖維增強體中的氣體，利用樹脂的流動、滲透，實現對纖維及其織物的浸漬，并在一定的溫度條件下固化，形成一定樹脂/纖維比例的工藝方法。
VARI成型技術作為一種高性能、低成本的非熱壓罐成型技術在航空航天領域受到越來越廣泛的重視，并被CAI計劃作為一項關鍵低成本制造技術。VARI成型技術是在真空壓力下，利用樹脂的流動、滲透實現對纖維及其織物浸漬，并在真空壓力下固化的成型方法。與傳統的工藝相比，VARI成型技術不需要熱壓罐，僅需要一個單面的剛性模具（其上模為柔性的真空袋薄膜），用來鋪放纖維增強體，模具只為保證結構型面要求，簡化了模具制造工序，節省了費用，而且僅在真空壓力下成型，無需額外壓力，有助于降低成本。因此，其主要特點是成本低、產品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近、適合制造大型制件等。VARI方法針對RTM方法的局限性，通過適當的工藝措施，僅在真空條件下完成結構的固化過程。該法擺脫了對熱壓罐設施的依賴，對大型結構而言，是一種明顯具備低成本潛力的制造方法。但與其他的樹脂轉移方法相同，此法對樹脂的流動性有較高的要求。同時，在實現高性能材料方面，低壓成型工藝過程中遇到的困難會大于高壓下的成型，因此，對材料力學性能的期望不能簡單攀比預浸料工藝方法。對結構的設計理念要求相應的更新。VARI方法的工程化發展亟需材料、工藝和設計人員的協同配合。VARI工藝主要有以下幾個方面的特點：
① 衍生自RTM工藝，基本特點與RTM相同；
② 與RTM不同，樹脂流動由真空壓力驅動；
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，滿足樹脂固化條件；
⑤ 機械化、自動化程度低，生產周期較長；
⑥ 生產成本低。
盡管VARI具有很多優點，但作為一種液體成型技術，在復合材料成型過程中，依然有許多難點需要解決，如對樹脂流動的控制、干斑的防治以及樹脂/纖維比例的一致等，需要從微觀和宏觀的機理上深入研究。
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