一种三真空袋灌注成型装置及成型方法

本发明涉及真空辅助成型，尤其涉及一种三真空袋灌注成型装置及成型方法。

背景技术：

1、现有复合材料真空辅助成形方法，通常采用单一真空袋或者双真空袋。

2、单一真空袋法中，对于大型真空辅助液体成型试验件，会造成如下问题：1、真空压力会使得纤维预成型体被压紧，进而导致纤维预成型体渗透率下降，增加注胶难度；2、造成复合材料注胶口和吸胶口的树脂含量有较大变化，致使复合材料性能面内梯度分布；3、一旦真空袋破裂或者密封失效，会造成复合材料制件的失效，造成极大的经济损失。

3、双袋法在一定程度上解决了第1个问题，但是依旧难以解决第2、3个问题。

4、因此，针对以上不足，需要提供一种三真空袋灌注成型装置及成型方法。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是解决常规的真空袋会使复合材料性能面内梯度分布以及真空袋破裂使复合材料失效的问题。

3、（二）技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三真空袋灌注成型装置及成型方法，包括模具、纤维预成型体、内层真空袋、中层真空袋、支架和外层真空袋，纤维预成型体固定在模具上，柔性的内层真空袋覆盖在纤维预成型体外且四周固定在模具上以限制材料的流动范围，柔性的中层真空袋覆盖在内层真空袋外且四周固定在模具上以提供真空环境，刚性的支架覆盖在中层真空袋外且四周固定在模具上以支撑外层真空袋，柔性的外层真空袋覆盖在支架外且四周固定在模具上以提供真空或常压环境。

5、作为对本发明的进一步说明，优选地，内层真空袋与纤维预成型体之间的模具上设有内部真空孔和灌注孔，内部真空孔用于抽出或泵入气体，灌注孔用于泵入待成型材料。

6、作为对本发明的进一步说明，优选地，内层真空袋与中层真空袋之间的模具上设有中部真空孔以使内层真空袋与中层真空袋之间真空，中层真空袋与外层真空袋之间的模具上设有外部真空孔以使中层真空袋与外层真空袋之间真空。

7、作为对本发明的进一步说明，优选地，支架结构外形与待成型的结构外形相同，支架尺寸大于纤维预成型体尺寸，支架上间隔开设有若干个气孔以使中层真空袋与外层真空袋之间空间相通。

8、作为对本发明的进一步说明，优选地，模具上间隔固连有若干个环形的安装槽，安装槽截面为凹字形，内层真空袋、中层真空袋和外层真空袋四周均嵌入并固定在安装槽的凹槽内。

9、本发明还提供一种三真空袋灌注成型装置的成型方法，包括以下步骤：

10、ⅰ.将纤维预成型体贴在模具上，布置内层真空袋、中层真空袋、支架和外层真空袋；

11、ⅱ.开启内部真空孔、中部真空孔和外部真空孔，排出纤维预成型体内部空气；

12、ⅲ.开启灌注孔以将灌注树脂注入纤维预成型体上进行注胶；

13、ⅳ.注胶结束后，关闭内部真空孔和灌注孔，密封已注胶的纤维预成型体；

14、ⅴ.将外部真空孔连通大气，内部真空孔和灌注孔依旧关闭，中部真空孔持续抽真空；

15、ⅵ.保持上述状态，放入烘箱开启固化流程，固化结束后拆装真空袋后进行脱模，完成材料成型。

16、作为对本发明的进一步说明，优选地，在将纤维预成型体贴在模具上后，还需一次铺覆隔离膜、导流网和透气毡。

17、（三）有益效果

18、本发明的上述技术方案具有如下优点：

19、本发明通过支架支撑，对纤维预成型体抽真空时，在获得必要的注胶压力提取的前提下，使得纤维预成型体不受到大气压力的压紧，保证纤维预成型体拥有较高的渗透率，保证注胶速率和效果。

技术特征：

1.一种三真空袋灌注成型装置及成型方法，其特征在于：包括模具（1）、纤维预成型体（2）、内层真空袋（3）、中层真空袋（4）、支架（5）和外层真空袋（6），纤维预成型体（2）固定在模具（1）上，柔性的内层真空袋（3）覆盖在纤维预成型体（2）外且四周固定在模具（1）上以限制材料的流动范围，柔性的中层真空袋（4）覆盖在内层真空袋（3）外且四周固定在模具（1）上以提供真空环境，刚性的支架（5）覆盖在中层真空袋（4）外且四周固定在模具（1）上以支撑外层真空袋（6），柔性的外层真空袋（6）覆盖在支架（5）外且四周固定在模具（1）上以提供真空或常压环境。

2.根据权利要求1所述的一种三真空袋灌注成型装置，其特征在于：内层真空袋（3）与纤维预成型体（2）之间的模具（1）上设有内部真空孔（11）和灌注孔（14），内部真空孔（11）用于抽出或泵入气体，灌注孔（14）用于泵入待成型材料。

3.根据权利要求2所述的一种三真空袋灌注成型装置，其特征在于：内层真空袋（3）与中层真空袋（4）之间的模具（1）上设有中部真空孔（12）以使内层真空袋（3）与中层真空袋（4）之间真空，中层真空袋（4）与外层真空袋（6）之间的模具（1）上设有外部真空孔（13）以使中层真空袋（4）与外层真空袋（6）之间真空。

4.根据权利要求3所述的一种三真空袋灌注成型装置，其特征在于：支架（5）结构外形与待成型的结构外形相同，支架（5）尺寸大于纤维预成型体（2）尺寸，支架（5）上间隔开设有若干个气孔（51）以使中层真空袋（4）与外层真空袋（6）之间空间相通。

5.根据权利要求4所述的一种三真空袋灌注成型装置，其特征在于：模具（1）上间隔固连有若干个环形的安装槽（7），安装槽（7）截面为凹字形，内层真空袋（3）、中层真空袋（4）和外层真空袋（6）四周均嵌入并固定在安装槽（7）的凹槽内。

6.根据权利要求5所述的一种三真空袋灌注成型装置的成型方法，其特征在于：包括以下步骤，

7.根据权利要求1所述的一种三真空袋灌注成型装置的成型方法，其特征在于：在将纤维预成型体（2）贴在模具（1）上后，还需一次铺覆隔离膜、导流网和透气毡。

技术总结
本发明涉及一种三真空袋灌注成型装置及成型方法，涉及真空辅助成型领域，包括模具、纤维预成型体、内层真空袋、中层真空袋、支架和外层真空袋，纤维预成型体固定在模具上，柔性的内层真空袋覆盖在纤维预成型体外且四周固定在模具上以限制材料的流动范围，柔性的中层真空袋覆盖在内层真空袋外且四周固定在模具上以提供真空环境，刚性的支架覆盖在中层真空袋外且四周固定在模具上以支撑外层真空袋，柔性的外层真空袋覆盖在支架外且四周固定在模具上以提供真空或常压环境，本发明具有保证纤维预成型体拥有较高的渗透率，保证注胶速率和效果的优点。

技术研发人员：叶金蕊,刘振东,刘凯
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14