专利名称：一种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法
技术领域：
本发明介绍的是一种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，它有效地提高了真空渗透法成型的大尺寸复合材料结构的质量。
真空渗透成型复合材料的方法是一种不需要额外压力，仅依靠真空压力将树脂吸入增强体后直接固化成型的方法。现有的工艺技术针对不同制件的结构形式主要提出了以下几个方面的工艺措施1.树脂的流动方式。树脂的流动可采用两种方式，一种是树脂从制件的上表面向下表面流动、渗透，透气材料放在下表面；另一种是让树脂从制件的下表面向上表面流动、渗透，透气材料放在上表面。
2.流道的设计。流道的方式有两种，一种是在制件表面放置树脂易通过的网格，使树脂首先很快地充满某一表面，而后再浸透整个制件；另一种是在模具上按一定方式加工大量的尺寸不等的槽。又宽又深的槽贯穿制件的某一大表面，作为主流道，在主流道之间再加工有大量的又窄又浅的支流道，使树脂能很快充满该表面。
3.工装方式。在制件的边角处放置一些真空嘴，以尽量排出制件内的气体并帮助树脂流动。
4.工艺过程的控制。在整个吸注过程中，始终要抽真空，直到树脂凝胶。
在制件的加工过程中，根据上述的技术措施来选取适当的工艺流程进行生产是为了得到合格的产品，而产品质量评价主要指标是看产品内部是否出现干斑、尽量少的气泡和孔隙含量，而这些指标的好坏都直接影响制件的性能。特别是对于大尺寸制件下表面成型加工时，产品质量就变得比较难以控制，特别是当宽度超过60厘米时，在宽度方向上，胶体有时就不能顺利地达到其相对的另一端而直接向上部运动，这样就会在没有注胶管的宽度方向上的另一端下部有一些气体被盖在制件的内部而不法排出，这些被包裹处就会形成干斑，尤其是宽度尺寸越大的就越容易造成这种质量上的缺陷。所以，宽度方向上的不能完全浸透和达到低的孔隙含量就成为技术上的难点。采用传统工艺方法的作法是，在制件的底部并排放置多个注胶管，由于真空的作用，这些注胶管都可以向制件底部的两侧加注胶体，这样来弥补只有制件一侧一根注胶管注胶而使胶体不能全面达到制件底部的缺点，但是，由于制件底放置有注胶管，就使得制件成品成底部形成条形的凹槽，造成底部表面的缺陷，当对制件两个表面平整度都有要求时，使用这种方法就无法达到产品的质量要求。
本发明的目的正是针对上述大尺寸制件在成型加工过程中所存在的技术上的难点而设计提供了一种真空渗透成形复合材料的新的工艺方法，它有效地解决了大尺寸制件在宽度方向上的完全浸透的问题，同时保证了制件的上下两个表面的质量要求，有效地提高了真空渗透法成型的大尺寸复合材料结构的质量。
本发明的目的是通过以下措施来实现的该种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，其工艺措施的构成与现有技术相比有些是一样的，其内容主要包括，在由垫底的模具模板、周边的密封腻子和封顶的真空袋所构成的密闭空间内设置有待加工的制件，制件的上面铺设有一层透气材料层，通过注胶管向制件的底部注胶，注胶管设置在制件的宽度方向的两端面的一侧，由于外部对上述密闭空间抽真空所造成的负压作用，注入制件底部的胶质材料会向上浸透构件，而本发明所述的工艺方法的特征在于，当制件的宽度尺寸大于60厘米时，在上述密闭空间内、在制件的宽度方向与注胶管所在端面相对的另一侧端面旁边位置处，要设置一沿制件长度方向上的并平行于该侧端面的真空管路，该真空管路上加工有吸气孔，而其从上述密闭空间内的引出端与外部真空管路相连，另外，将流胶网格和上层脱模布所构成的双层流胶层铺设在模具模板上，并将制件放置在上层脱模布上，在宽度方向上的两侧，该双层流胶层分别与注胶管和真空管路相通联。上述工艺方法通过在实验和生产过程中的检验，特别是对于大尺寸制件，能使其在宽度方向上都能充分完整地浸透，并能大大地降低制件内部的孔隙含量，提高了整个制件的浸透程度及均匀性。而且避免了传统工艺中由于设置多条注胶管而造成的下表面不合格的缺陷。
附图的图面说明如下
图1为本发明工艺方法的实施状况的结构示意图以下将结合附图和实施例对本发明工艺方法作进一步地详述参见附图1所示，采用该种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法来加工超宽厚板件，板件的尺寸为600×600×30毫米和1300×650×30毫米。先在模具板上铺设好一层垫底的模具模板3，将注胶管4的流胶段的外面依次包敷流胶网格5和上层脱模布6，流胶段上加工有出胶孔8，流胶网格5是用塑料线型材料编织成的呈片形的网状结构，流胶网格5和上层脱模布6所构成的双层流胶层再铺设到模具模板3上，将制件7放置在上层脱模布6上，注胶管4的流胶段与制件7的位置关系是，流胶段平行设置在制件7的宽度方向两端面的一侧，两者之间的距离L应大于50厘米，在实际生产中，选取65、78或90厘米，效果比较好。另外，在制件7的上面再铺设一层透气材料层9，透气材料层9的厚度为3-5厘米，另外，在制件7的宽度方向与注胶管所在端面相对的另一侧端面旁边位置处，要设置一沿制件7长度方向上的并平行于该侧端面的真空管路8，该真空管路8上加工有吸气孔，在宽度方向上的两侧，该双层流胶层分别与注胶管4和真空管路8相通联。最后，在制件7上再覆盖上封顶的真空袋2，并将真空袋2和模具模板3的周边用密封腻子1密封固定在模具板上，，而其从上述密闭空间内的引出端与外部真空管路相连，这样，制件7这被密封在由垫底的模具模板3、周边的密封腻子1和封顶的真空袋2所构成的密闭空间内，上述真空管路8从上述密闭空间内的引出端与外部真空通路10相连。成型制件时，首先，由外部对上述密闭空间抽真空造成负压作用，再向注胶管4内注胶，胶质材料就会通过注胶管4的流胶段流入由流胶网格5和上层脱模布6所构成的双层流胶层而到达制件7的底部，由于真空管路8在宽度方向上的另一端面处的吸拉作用，胶体会沿双层流胶层首先顺利地达到制件7的宽度方向上的另一端面，然后均匀且完全充满制件(7)底部的胶质材料会在负压的作用下向上浸透整个构件。完成后的厚板材制件经C-扫描、X光透射检测，其内部质量均匀，孔隙含量小于1％，纤维重量含量以S-2玻璃纤维为例，可达65-68％，厚度公差控制在4％以下。其内部质量均匀，未发现超差孔隙及干斑，经无损检测后证明，该制件树脂浸透了整个织物预成的型体，质量良好。
本发明工艺方法与现有技术相比，实现了对大尺寸制件的加工成型，并同时降低了制件内部的孔隙含量，提高了浸透程度及均匀性，使产品质量得到了很大的提高。
权利要求
1.一种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，该方法采取的工艺措施主要包括在由垫底的模具模板(3)、周边的密封腻子(1)和封顶的真空袋(2)所构成的密闭空间内设置有待加工的制件(7)，制件(7)的上面铺设有一层透气材料层(9)，通过注胶管(4)向制件(7)的底部注胶，注胶管(4)设置在制件(7)的宽度方向的两端面的一侧，由于外部对上述密闭空间抽真空所造成的负压作用，注入制件(7)底部的胶质材料会向上浸透构件，该工艺方法的特征在于当制件(7)的宽度尺寸大于60厘米时，在上述密闭空间内、在制件(7)的宽度方向与注胶管所在端面相对的另一侧端面旁边位置处，要设置一沿制件(7)长度方向上的并平行于该侧端面的真空管路(8)，该真空管路(8)上加工有吸气孔，而其从上述密闭空间内的引出端与外部真空通路(10)相连，另外，将流胶网格(5)和上层脱模布(6)所构成的双层流胶层铺设在模具模板(3)上，并将制件(7)放置在上层脱模布(6)上，在宽度方向上的两侧，该双层流胶层分别与注胶管(4)和真空管路(8)相通联。
2.根据权利要求1所述的用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，其特征在于流胶网格(5)是一种用塑料线型材料编织成的呈片形的网状结构。
3.根据权利要求1所述的用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，其特征在于制件(7)的上面铺设的透气材料层(9)的厚度为3-5厘米。
全文摘要
本发明介绍的是一种用于大尺寸制件的真空渗透成形复合材料的工艺方法，在由垫底的模具模板、周边的密封腻子和封顶的真空袋所构成的密闭空间内设置有待加工的制件，制件的上面铺设有一层透气材料层，通过注胶管向制件的底部注胶，注胶管设置在制件的宽度方向的两端面的一侧，当制件的宽度尺寸大于60厘米时，在上述密闭空间内、在制件的宽度方向与注胶管所在端面相对的另一侧端面旁边位置处，要设置一沿制件长度方向上的并平行于该侧端面的真空管路，该真空管路上加工有吸气孔，而其从上述密闭空间内的引出端与外部真空管路相连，另外，将流胶网格和上层脱模布所构成的双层流胶层铺设在模具模板上，并将制件放置在上层脱模布上，在宽度方向上的两侧，该双层流胶层分别与注胶管和真空管路相通联。本发明工艺方法与现有技术相比，实现了对大尺寸制件的加工成型，并同时降低了制件内部的孔隙含量，提高了浸透程度及均匀性，使产品质量得到了很大的提高。
文档编号B29C70/36GK1398717SQ0112057
公开日2003年2月26日 申请日期2001年7月24日 优先权日2001年7月24日
发明者李玉华, 赵渠森, 赵攀峰, 王京城, 刘树春 申请人:北京航空工艺研究所