一種真空導(dǎo)入方法及制品、以及真空導(dǎo)入裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種真空導(dǎo)入方法、采用該方法制成的制品、以及真空導(dǎo)入裝置，該方法包括：在鋪覆有纖維織物的模具上鋪覆第一真空袋，并密封第一真空袋與模具之間形成的模腔；對所述模腔抽真空，以壓實其中的纖維織物，并對抽真空后的模腔進行真空檢漏；若真空檢漏合格，則在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋，并密封第二真空袋與第一真空袋之間形成的夾層；對所述夾層抽真空；對樹脂混合液脫泡；將脫泡后的樹脂混合液導(dǎo)入所述模腔，以浸潤所述纖維織物，該方法從根本上清除樹脂混合液中夾帶的空氣，有效降低纖維預(yù)制體制品的空隙率，并降低真空導(dǎo)入過程中單層真空袋泄漏帶來的風(fēng)險。
【專利說明】一種真空導(dǎo)入方法及制品、以及真空導(dǎo)入裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于樹脂真空導(dǎo)入成型工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種
[0002]真空導(dǎo)入方法、采用該方法制成的制品、以及真空導(dǎo)入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]復(fù)合材料因其質(zhì)輕高強而被廣泛應(yīng)用，針對復(fù)合材料的制造工藝也在不斷的提高和創(chuàng)新。由起初的手糊，發(fā)展到機械化的噴射，拉擠，模壓等工藝，到現(xiàn)在興起的真空導(dǎo)入工藝(Vacuum Infusion Process, VIP)。
[0004]真空導(dǎo)入工藝，是一種復(fù)合材料液體成型工藝，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料汽車、風(fēng)機葉片以及復(fù)合材料游艇制造。目前，纖維預(yù)制體大多采用傳統(tǒng)的單層真空袋導(dǎo)入工藝進行制造，具體方法如下:
[0005]首先在模具上鋪覆干態(tài)的增強材料，例如，玻璃纖維，碳纖維，夾心材料等，形成纖維層，然后，在增強材料上鋪覆真空袋，并抽真空，利用單面模具與真空袋形成一個閉合系統(tǒng)，在模具型腔中形成一個負壓，并通過真空產(chǎn)生的壓力，將樹脂通過預(yù)鋪的管路壓入纖維層中，由樹脂浸潤所述增強材料，并充滿整個模具，待纖維預(yù)制體固化后，揭去真空袋，從模具上得到所需的制品。
[0006]然而，在真空導(dǎo)入樹脂的過程中很容易引入空氣，從而形成氣泡，而這些氣泡在樹脂固化后將成為制品上的孔隙，嚴(yán)重影響制品的性能。而且，單層真空袋無法對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的增強織物進行有效施壓，因破袋導(dǎo)致的預(yù)制體制品缺陷風(fēng)險較高。
[0007]因此，亟需一種真空導(dǎo)入方案能夠解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種真空導(dǎo)入方法、采用該方法制成的制品、以及真空導(dǎo)入裝置，用以解決利用現(xiàn)有的真空導(dǎo)入方法制造的纖維預(yù)制體制品空隙率高、性能差的問題。
[0009]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種真空導(dǎo)入方法，包括:
[0011]在鋪覆有纖維織物的模具上鋪覆第一真空袋，并密封第一真空袋與模具之間形成的模腔；
[0012]對所述模腔抽真空，以壓實其中的纖維織物，并對抽真空后的模腔進行真空檢漏；
[0013]若真空檢漏合格，則在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋，并密封第二真空袋與第一真空袋之間形成的夾層；
[0014]對所述夾層抽真空；
[0015]對樹脂混合液脫泡；
[0016]將脫泡后的樹脂混合液導(dǎo)入所述模腔，以浸潤所述纖維織物。[0017]優(yōu)選的，對樹脂混合液脫泡，具體包括:采用真空干燥脫泡方式和/或超聲波脫泡方式，對樹脂混合液脫泡。
[0018]優(yōu)選的，采用真空干燥脫泡方式對樹脂混合液脫泡，具體包括:按照預(yù)設(shè)的時間，在真空干燥箱內(nèi)對樹脂混合液抽真空脫泡。
[0019]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)的時間為3-5分鐘。
[0020]進一步的，所述在真空干燥箱內(nèi)對樹脂混合液抽真空脫泡之前，還包括:按照預(yù)設(shè)的溫度，加熱樹脂混合液；其中，預(yù)設(shè)的溫度至少低于樹脂固化溫度20攝氏度。
[0021]優(yōu)選的，脫泡后的樹脂混合液通過供料管路導(dǎo)入所述模腔，所述供料管路的中段采用柔性供料管路，且所述柔性供料管路上設(shè)置有用于控制供料管路導(dǎo)通或封閉的夾持件；
[0022]對所述夾層抽真空前，封閉供料管路；所述封閉供料管路，具體包括:控制所述夾持件夾持所述柔性供料管路，以封閉所述供料管路。
[0023]進一步的，在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋之前，
[0024]還包括:
[0025]在所述第一真空袋的外層的大曲率處、拐角處和/或翻邊處鋪設(shè)軟模。
[0026]進一步的，在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋之前，還包括:在所述第一真空袋的外層鋪設(shè)透氣氈。
[0027]本發(fā)明還提供一種制品，其采用前述的真空導(dǎo)入方法制成。
[0028]本發(fā)明還提供一種真空導(dǎo)入裝置，包括模具和鋪覆在模具上的第一真空袋，所述第一真空袋和模具之間為真空的模腔，模腔中設(shè)有纖維織物，其特征在于，所述第一真空袋上還鋪覆有第二真空袋，所述第二真空袋和第一真空袋之間形成真空的夾層。
[0029]本發(fā)明通過在進行充模操作之前，對配置好的樹脂混合液進行脫泡處理，可以從根本上清除樹脂混合液中夾帶的空氣，有效降低纖維預(yù)制體制品的空隙率；鋪覆兩層真空袋，能夠降低真空導(dǎo)入過程中單層真空袋泄漏帶來的風(fēng)險；以柔性供料管路代替部分PE材料制成的供料管路，并配合夾持件的使用，可以有效防止在纖維預(yù)制體制品成型的過程中引入氣泡，降低了制品的孔隙率；在第一真空袋的外層鋪設(shè)軟模和透氣氈，保證了制品厚度的均勻性，并確保兩層真空袋之間的真空狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1a為供料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖1b為供料裝置的供料管路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例提供的真空導(dǎo)入方法的流程示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實施例中真空導(dǎo)入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0035]為了解決利用現(xiàn)有的真空導(dǎo)入方法制造的纖維預(yù)制體制品空隙率高、性能差的問題，本發(fā)明在進行充模操作之前，對配置好的樹脂混合液進行脫泡處理，能夠從根本上清除樹脂混合液中混入的空氣；以柔性供料管路代替部分PE供料管路，并通過在供料管路上設(shè)置夾持件，可以防止在纖維預(yù)制體制品成型的過程中引入氣泡，從而有效降低制品的空隙率，提聞廣品性能。
[0036]以下結(jié)合圖1a和圖1b對供料裝置的結(jié)構(gòu)進行詳細說明，如圖1a所示，供料裝置包括:樹脂儲罐I和供料管路2，樹脂儲罐I用于盛放樹脂混合液，供料管路2的一端與樹脂儲罐I連接，另一端與模具上的模腔連接，用于將樹脂儲罐I中的樹脂混合液導(dǎo)入模具上的模腔中成型。
[0037]如圖1b所示，供料管路2包括依次連接的3段管路:第一管路21、第二管路22和第三管路23，其中，第一管路21和第三管路23位于供料管路2的兩端，第二管路22位于供料管路2的中間部分(指供料管路的中段)，即第二管路22分別連接第一管路21和第三管路23。在第二管路22上設(shè)置有夾持件，用于控制供料管路的導(dǎo)通或封閉。
[0038]通常，供料管路2大多采用PE材質(zhì)管材，而常用的PE材質(zhì)較硬，而與之配合的廣口大力鉗夾持密封效果很差，常會出現(xiàn)真空泄露的情況。為了防止在纖維預(yù)制體制品成型的過程中引入氣泡，優(yōu)選的，第二管路22采用柔性材質(zhì)管材，例如，橡膠管。夾持件可以采用醫(yī)用的止血鉗。
[0039]通過以上描述可以看出，供料管路2中段即第二管路22采用柔性材質(zhì)管材代替現(xiàn)有的PE硬性材質(zhì)管材，以及，采用止血鉗代替現(xiàn)有的廣口大力鉗，通過控制夾持在第二管路22上的止血鉗的松緊來控制供料管路2的通閉，不但操作靈活、方便，而且能夠有效密封供料管路2，避免空氣進入，密封效果更好。
[0040]利用上述供料裝置，本發(fā)明實施例提供了兩種真空導(dǎo)入方法，以下分別通過不同的實施例進行說明。
[0041]實施例一
[0042]以下結(jié)合圖2、3詳細說明實施例一的真空導(dǎo)入方法，如圖所示，該方法包括:
[0043]步驟201，在鋪覆有纖維織物的模具上鋪覆第一真空袋5，并密封第一真空袋5與模具之間形成的模腔7。
[0044]具體的，首先，按照傳統(tǒng)真空導(dǎo)入工藝的操作流程，進行模具清理、在模具上涂覆脫模劑、鋪疊纖維織物、鋪放脫模織物和導(dǎo)流介質(zhì)等操作，由于這些操作過程屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。然后，在模具表面的纖維織物8上鋪覆第一真空袋5，從而在第一真空袋5與模具之間形成模腔7，在模腔7的一端插入供料管路2，利用第一真空袋密封膠條6，可以將模腔7與所述供料管路2密封。
[0045]步驟202，對模腔7抽真空，以壓實其中的纖維織物8，并對抽真空后的模腔進行真空檢漏。
[0046]具體的，將第一真空管路9的兩端分別與模腔7和真空源(例如，抽真空系統(tǒng)，圖中未繪示)連接之后，利用止血鉗夾持第二管路22，以封閉第二管路22，進而封閉整個供料管路2，以防止模腔7通過供料管路2與外界連通。然后，開啟第一真空管路9，利用真空源對模腔7抽真空，用以將模腔7內(nèi)的纖維織物8在模具表面壓實。
[0047]優(yōu)選的，抽真空后模腔7內(nèi)的真空度為-0.09MPa?-0.098MPa，該真空度范圍能夠最大限度地降低模腔7內(nèi)殘留的空氣，通常要使模腔內(nèi)的真空度高于-0.098MPa，則密封不易實現(xiàn)，而如果真空度低于-0.09MPa則又會導(dǎo)致制件孔隙率增加。
[0048]當(dāng)模腔7抽真空后，進行真空檢漏，檢測模腔7內(nèi)是否漏氣。真空檢漏可以是在暫停對第一真空袋抽真空的情況下，通過監(jiān)測模腔7內(nèi)的氣壓值是否變化，來判斷模腔7是否漏氣。具體的氣壓檢測過程屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0049]進一步的，在對模腔7抽真空的過程中，還要對第一真空袋5進行局部調(diào)整，防止第一真空袋5在模具的拐角等處架橋和/或褶皺，以使第一真空袋5在模具的拐角等大曲率處與模具型面貼合，并壓實纖維織物8。
[0050]步驟203，若真空檢漏合格，則在第一真空袋5的外層鋪覆第二真空袋10，并密封第二真空袋10與第一真空袋5之間形成的夾層。
[0051]具體的，若真空檢漏合格，則在第一真空袋5的外層鋪覆第二真空袋10，并在第一真空袋5的外層鋪覆第二真空袋10后，利用第二真空袋密封膠條11，將模具表面和第二真空袋10之間密封，進而密封第二真空袋10與第一真空袋5之間形成的夾層。
[0052]步驟204，對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空。
[0053]具體的，將第二真空管路12的兩端分別與第二真空袋10和真空源(圖中未繪示)連接之后，開啟第二真空管路12，利用真空源對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空。優(yōu)選的，使第二真空袋10與第一真空袋5之間夾層的真空度大于-0.09MPa即可。
[0054]步驟205，對樹脂混合液脫泡。
[0055]具體的，樹脂混合液配置完成之后，可以采用真空干燥脫泡方式和/或超聲波脫泡方式，對樹脂混合液脫泡，從而清除在攪拌樹脂混合液的過程中形成的空氣氣泡，直到肉眼看不到明顯的氣泡從樹脂混合液中逸出為止。
[0056]采用真空干燥脫泡方式進行脫泡的實現(xiàn)過程如下:將配置好的樹脂混合液在樹脂儲罐I中充分混勻后，再將裝有樹脂混合液的樹脂儲罐I放入真空干燥箱內(nèi)，按照預(yù)設(shè)時間，例如，3-5分鐘，對樹脂混合液進行抽真空脫泡。若樹脂混合液采用常溫固化的環(huán)氧樹脂體系，如多元胺類固化劑體系，可直接在常溫下進行抽真空脫泡。為了降低樹脂的黏度，進一步有利于樹脂混合液內(nèi)空氣氣泡的排除，可以在抽真空之前，對樹脂混合液加熱，加熱溫度視樹脂固化劑的種類而定，具體要參考特定樹脂的溫度-時間-黏度曲線確定。例如，對于中高溫固化的環(huán)氧樹脂體系(如芳胺類固化劑體系)，加熱溫度至少低于樹脂的固化溫度20攝氏度。
[0057]采用超聲波脫泡方式進行脫泡，是將裝有樹脂混合液的樹脂儲罐I放入開啟的超聲清洗機中振蕩脫泡，一般地，直到肉眼看不到明顯的氣泡從樹脂混合液中逸出為止。超聲波脫泡方式主要利用超聲波的高頻振動，在樹脂高分子之間產(chǎn)生剪切和摩擦，在一定程度上降低了樹脂的黏度，摩擦產(chǎn)生的熱量也有利于樹脂黏度降低，從而有利于樹脂混合液內(nèi)空氣氣泡的排除。
[0058]在實際操作過程中，這兩種脫泡方法可以只用其中任何一種，也可以使用兩種方式分別對樹脂混合液進行脫泡，其先后順序不限。
[0059]步驟206，將脫泡后的樹脂混合液導(dǎo)入模腔7，以浸潤纖維織物8。
[0060]具體的，通過控制第二管路22上的止血鉗，使之不再夾持第二管路22，從而使供料管路2導(dǎo)通，并將脫泡后的樹脂混合液經(jīng)由供料管路2導(dǎo)入模腔7，以浸潤模腔內(nèi)的纖維織物8，進行充模操作。充模完成之后，對模腔7內(nèi)的樹脂混合液進行熱固化并脫模，從而得到纖維預(yù)制體制品。
[0061]進一步的，為了保證纖維預(yù)制體制品厚度的均勻性以及含膠量的一致性，在鋪覆第二真空袋10 (步驟203)之前，還可以執(zhí)行以下步驟:
[0062]若真空檢漏合格，則在第一真空袋5的外層的大曲率處、拐角處和/或翻邊處鋪設(shè)軟模13，將第一真空袋5在纖維織物8上壓實，以盡量減小模具的曲率。優(yōu)選的，軟模13采用橡膠軟模。為了防止第二真空袋10與第一真空袋5之間形成假真空，還可以在第一真空袋5的外層鋪設(shè)透氣氈14。例如，在鋪設(shè)軟模13后，在第一真空袋5的外層鋪設(shè)透氣氈14,優(yōu)選的,透氣租14的厚度可以為3_。
[0063]通過第二真空管路12對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空，不但可以起到真空密封雙保險的作用，而且，軟模13和透氣氈14可以在大氣壓力作用下，固定并壓實于第一真空袋5上，進而可以進一步壓實纖維織物8，這樣就可以使纖維織物8與模具型面進一步貼合，增強纖維織物8的壓實度，并保證了纖維預(yù)制體制品厚度的均勻性。
[0064]需要注意的是，第一真空管路9和第二真空管路12可以與不同的真空源相連，也可以與同一個真空源相連，并使用開關(guān)分別控制第一真空管路9和第二真空管路12的通閉。
[0065]為了防止從模腔7溢出的樹脂混合液進入真空源，可以利用樹脂收集器的減壓閥控制真空管路內(nèi)的驅(qū)動壓力，即將第一真空管路9連接樹脂收集器(圖中未繪示)，再將樹脂收集器連接真空源。
[0066]通過上述流程可以看出，通過在進行充模操作之前，對配置好的樹脂混合液進行脫泡處理，可以從根本上清除樹脂混合液中夾帶的空氣氣泡，從而可有效降低纖維預(yù)制體制品的孔隙率，例如，對于4_以下厚度的復(fù)合材料層合板，孔隙率可以控制在1.5%以下；通過鋪覆兩層真空袋，能夠降低真空導(dǎo)入過程中單層真空袋泄漏帶來的風(fēng)險；以柔性供料管路代替部分PE供料管路，并配合夾持件，可以防止在纖維預(yù)制體制品成型的過程中引入氣泡，從而進一步降低了制品的孔隙率；在第一真空袋的外層鋪設(shè)軟模和透氣氈，保證了制品厚度的均勻性，并確保兩層真空袋之間的真空狀態(tài)。
[0067]實施例二
[0068]本實施例的真空導(dǎo)入方法與實施例一的區(qū)別在于，執(zhí)行對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空的操作，和配置樹脂混合液，并對所述樹脂混合液脫泡的操作的順序不同。在本實施例中，在第一真空袋5的外層鋪覆第二真空袋10并密封之后，首先配置樹脂混合液，對該樹脂混合液進行脫泡，并開啟供料管路，將脫泡后的樹脂混合液導(dǎo)入模腔7，以浸潤纖維織物8，然后，關(guān)閉供料管路2后，再開啟第二真空管路12，對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空。
[0069]本實施例中，在鋪覆第二真空袋10之前，鋪覆第一真空袋5并密封、對第一真空袋5與模具表面形成的模腔7抽真空并進行真空檢漏，以及，對樹脂混合液脫泡、鋪設(shè)軟模13和透氣氈14、第一真空管路9、第二真空管路12的連接、供料管路2的設(shè)置等實現(xiàn)過程與實施例一相同，在此不再贅述。
[0070]需要提醒注意的是，執(zhí)行第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空的操作，與充模操作的順序不限，只要保證對第二真空袋10與第一真空袋5形成的夾層抽真空的操作，是在對第二真空袋10進行密封之后且關(guān)閉供料管路2之后執(zhí)行的實現(xiàn)方式，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0071]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種真空導(dǎo)入方法，其特征在于，包括:在鋪覆有纖維織物的模具上鋪覆第一真空袋，并密封第一真空袋與模具之間形成的模腔；對所述模腔抽真空，以壓實其中的纖維織物，并對抽真空后的模腔進行真空檢漏；若真空檢漏合格，則在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋，并密封第二真空袋與第一真空袋之間形成的夾層；對所述夾層抽真空；對樹脂混合液脫泡；將脫泡后的樹脂混合液導(dǎo)入所述模腔，以浸潤所述纖維織物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對樹脂混合液脫泡，具體包括:采用真空干燥脫泡方式和/或超聲波脫泡方式，對樹脂混合液脫泡。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用真空干燥脫泡方式對樹脂混合液脫泡，具體包括:按照預(yù)設(shè)的時間，在真空干燥箱內(nèi)對樹脂混合液抽真空脫泡。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的時間為3-5分鐘。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在真空干燥箱內(nèi)對樹脂混合液抽真空脫泡之前，還包括:按照預(yù)設(shè)的溫度，加熱樹脂混合液；其中，預(yù)設(shè)的溫度至少低于樹脂固化溫度20攝氏度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，脫泡后的樹脂混合液通過供料管路導(dǎo)入所述模腔，所述供料管路的中段采用柔性供料管路，且所述柔性供料管路上設(shè)置有用于控制供料管路導(dǎo)通或封閉的夾持件；對所述夾層抽真空前，封閉供料管路；所述封閉供料管路，具體包括:控制所述夾持件夾持所述柔性供料管路，以封閉所述供料管路。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋之前，還包括:在所述第一真空袋的外層的大曲率處、拐角處和/或翻邊處鋪設(shè)軟模。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，在所述第一真空袋的外層鋪覆第二真空袋之前，還包括:在所述第一真空袋的外層鋪設(shè)透氣氈。
9.一種制品，其采用權(quán)利要求1-8所述的真空導(dǎo)入方法制成。
10.一種真空導(dǎo)入裝置，包括模具和鋪覆在模具上的第一真空袋，所述第一真空袋和模具之間為真空的模腔，模腔中設(shè)有纖維織物，其特征在于，所述第一真空袋上還鋪覆有第二真空袋，所述第二真空袋和第一真空袋之間形成真空的夾層。
【文檔編號】B29C70/54GK103434145SQ201310365634
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張靜 申請人:奇瑞汽車股份有限公司