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碳纖維復(fù)合材料制造方法之真空成型工藝
發(fā)布時間: 2023年04月12日




  碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)過程中,真空抽脂法能以低制造成本生產(chǎn)出體積大而較簡單的產(chǎn)品,并且獲得較佳的品質(zhì)。結(jié)合傳統(tǒng)真空袋 成型法與樹脂轉(zhuǎn)注成型法之制程,行使兩條事先鉆孔處理之軟管來導(dǎo)引樹脂進(jìn)入真空袋中快速含浸纖維,可大幅地縮短充模的時間,并且有用地降低制造成本。使用樹脂真空擴(kuò)散成型,來制作高分子復(fù)合材料層板。以抽真空產(chǎn)生之壓差,快速地使樹脂灌注于真空袋內(nèi)含浸纖維。

 

真空成型工藝
 

  真空抽脂法介紹
 

  傳統(tǒng)上真空袋成型法的制程,是先將纖維預(yù)浸樹脂,并經(jīng)烘干膠化后,控制樹脂達(dá)到干而不黏手的階段,此階段稱為B階段(,再行使此預(yù)浸后之層積片置入真空袋中,加熱加壓而硬化為產(chǎn)品。而纖維預(yù)浸樹脂的制程則是造成制造成本居高不下的重要因素,有鑒于此,為了有用地降低成本,并保有真空袋法精良品質(zhì)之好處,于是有把樹脂轉(zhuǎn)注成型法的充模過程,結(jié)合在傳統(tǒng)真空袋法制程內(nèi),替換原有預(yù)浸纖維之步驟,而提出樹脂真空注射的新觀念來制造大型平板構(gòu)件。目前使用的方法為將樹脂制成薄膜,放置于纖維下,置于真空袋中,加熱使樹脂溶化并含浸纖維。但此法須將樹脂制成薄膜,于室溫下不溶化,可使用之材料因此而受限定。而另一有用的裝配,是在纖維疊層上下方各鋪放一層特別的樹脂分布介質(zhì),充模時樹脂能快速自由地流遍整個樹脂分佈介質(zhì),然后抽真空讓真空袋向下壓擠,使纖維含浸樹脂。
 

  而樹脂真空注射的制造程序,是先將纖維疊層預(yù)置于真空袋中后,抽真空,藉由兩條事先鉆孔處理之軟管導(dǎo)引,以抽真空產(chǎn)生之壓差,快速地使樹脂灌注于真空袋內(nèi)含浸纖維,然后關(guān)閉進(jìn)出口,使真空袋保持真空,讓大氣壓力對含浸后之纖維疊層產(chǎn)生壓擠的結(jié)果,最后在室溫或高溫下固化成型。
 

  真空導(dǎo)入方法
 

  1.樹脂配置并除氣:將樹脂和硬化劑依重量比100:35分別配好,置于錐形瓶中。再一路用除氣設(shè)備抽真空來除去本來在試劑中的氣體。由于樹脂的黏滯性過高,故將電磁加熱攪拌器的加熱器打開(溫度維持約80℃),加熱約30—45分鐘后關(guān)掉。但需細(xì)致硬化劑則不可加熱。
 

  2.預(yù)置疊層物于真空袋:將纖維疊層物疊層順序排列,依序鋪放于真空袋內(nèi),然后將樹脂導(dǎo)管及真空樹脂出口放置于疊層物上,最后再以硅膠和真空膠帶將真空袋周圍密封。需細(xì)致要將真空膠帶與真空袋壓緊密合。
 

  3.預(yù)熱:將模具和真空袋置于熱壓機(jī)之平臺,施予預(yù)熱溫度70℃。此時并將樹脂導(dǎo)管及真空樹脂出口依真空注射體系配接。
 

  4.充模:將除氣完畢的樹脂和硬化劑警惕倒入燒杯內(nèi),攪拌均勻后,置入注射壓力槽中,等待充模。此時需細(xì)致,壓力槽蓋不用關(guān)閉,充模是行使抽真空使袋內(nèi)與外界產(chǎn)生之壓差,壓縮樹脂通過導(dǎo)管進(jìn)入真空袋中。充模前先打開真空幫浦將袋內(nèi)空氣抽出后再進(jìn)行灌模,打開樹脂進(jìn)口,開始充模,待樹脂進(jìn)入導(dǎo)管后開始計算充模時間,并觀察流場,等到樹脂完全全浸濕整個疊層物后,結(jié)束計時再讓樹脂繼承流動使出口處之氣泡流出后,將真空樹脂出口關(guān)閉,但樹脂進(jìn)口先不要關(guān)閉,保持一段時間,讓樹脂繼承進(jìn)入,最后等到樹脂穩(wěn)固不再進(jìn)入后,關(guān)閉樹脂進(jìn)口即完成充模。
 

  5.固化與拆模:將充模完成之疊層制品放置于室溫固化,待制品固化后打開真空袋掏出制品,即告完成。

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