专利名称：一种lcm成型工艺的实时监测方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料液体LCM成型工艺的实时监测方法。
背景技术：
LCM是一种高性能低成本制造技术，是复合材料领域的重要发展方向之一。LCM 成型工艺有两个关键环节树脂的充模与固化。其影响因素较多，可能给LCM制品 带来一系列的问题，主要包括树脂固化不均、纤维层取向不佳、纤维损伤、异物夹入、 气泡、干点、脱层等，这些缺陷很难准确预测，而这些缺陷往往给产品带来致命的损 伤。目前消除制品缺陷的最实际有效的方法是在充模前进行模拟，并在充模时采用传 感器探测可能存在的缺陷以采取相应的措施排除。因此，实时传感监测是消除RTM 充模过程缺陷的必要手段，是确保产品高质量的重要保障。建立有效的工艺过程传感 监测体系对LCM技术的推广应用具有重大的现实意义。
美国专利US 5210499和US 6577958，对SMART weave技术作出过详细说明， 即该技术是在预成型体内预埋中间被绝缘介质分开的正交导线构成的网格，测量导 线相交节点的电性能变化。在节点处，无树脂时电导很低，有树脂时电导升高，电导 的变化随树脂粘度的变化而变化。因此，根据电导的变化就可以判断树脂的流动和固 化状态，达到实时监测的目的。SMART weave系统已经被用于监测大型构件充模过 程中树脂流动前锋的推进及随后的固化过程。但是，该体系存在两个较大的缺陷，一 是预成型体内导线的预埋相当耗时；二是仅能提供结点处的流动前沿和固化信息。因 此，该技术一般仅用于大型、高成本的部件。
由SMART weave技术发展起来的线性直流电LDC监测系统，采用两根相互平行 的导线作为传导元件，导线被树脂覆盖后，检测两导线间的输出阻抗或电容的变化即 可探测流动前沿位置。LDC监测系统可以监测导线整个长度方向上的流动前沿，减少 了导线的数目，可获得连续的流动信息，特别适用于监测流动形态简单的工艺。LDC 传感技术的主要缺点在于电阻率的校对，在安装时还必须严格保证两导线相互平行才 能保持电阻率为常数。这类技术发展至今尚未提出最佳使用方法及如何在模具内布置 等问题，还处于研发阶段。
中国专利申请CN 1851451A公开了一种采用直流电阻法对LCM工艺进行在线实
时监测。该方法是在预成型体的上下表面交叉排放导线，得以确定监测区域，在由这 些监测区域所构成的被测预成型体电阻两侧施加直流电压，并为该被测预成型体电阻串联一个大小相互匹配的参比电阻形成 h^电路，测量参比电阻两侧的电压，经放大 和转换后被实时采集到PC机上进行显示，得到被测的预成型体电阻，然后，通过循 环电路快速扫描各监测区域，监测各监测区域电压值的突变和被测预成型体电阻的变 化分别判断树脂流动前峰的到达及树脂的固化情况。但因为该方法采用的是直流电 源，在进行扫描的过程中，树脂与导线之间会产生双电层，由于双电层的电容效应， 在电路中会造成逐渐衰减的充电电流，尽管该充电电流持续时间不长， 一般仅为数秒， 但相对于快速扫描电路来说，足以对测量的结果产生巨大影响，因此该方法在实际应 用中较难实现。
另外，LDC直流电监测系统，对被测预成型体的形状有严格的要求，必须是有规 则的预成型体，将两根相互平行的导线作为传导元件，导线被树脂覆盖后，检测两导 线间的输出阻抗或电容的变化即可探测流动前沿位置。LDC监测系统才可以监测导线 整个长度方向上的流动前沿，减少了导线的数目，可获得连续的流动信息，但其主要 缺点在于电阻率的校对，必须严格保证两导线在被测预成型体表面上相互平行才能保 持电阻率为常数，上下两个面上的导线必须是垂直相交点才能测出电阻的不同变化， 不能对无规则形状的预成型体树脂充入状况的实时监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、不会受逐渐衰减的充电电流影响的、能够对 不规则形状的预成型体内充入树脂流动的前峰位置及树脂固化情况进行实时监测的 LCM成型工艺的实时监测方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案 一种LCM成型工艺的实时监
测方法，其特征在于它包括如下步骤
1) 根据构件的形状及大小确定预成型体，在该预成型体的上下表面交叉排放有 若干根碳纤维束，位于同一面上的碳纤维束束与束之间互不相交，且上下表面的碳纤 维束在其交叉点处相互垂直，并由所述交叉点确定其监测区域，每个监测区域构成一 预成型体电阻；
2) 在上述预成型体电阻两側施加交流电压，并为该预成型体电阻串联一个参比 电阻，构成分压电路，测量参比电阻两端的电压；
3) 测量得到的参比电阻两端的电压值经A/D转换后采集至PC机上进行存储和 计算，进行树脂充模，充模时循环扫描所有的监测区域，通过某一监测区域对应参比 电阻得到的电压值的突变判断树脂流动前峰到达的位置；充模结束后，监测所述预成 型体电阻变化值确认充模树脂的固化实况。
上述步骤l)中碳纤维束的规格为1K 12K;最佳规格为3K。 上述步骤2)中参比电阻的大小与预成型体在进行树脂充模时，该预成型体被充 入的树脂浸润后测得的电阻值相同或相匹配。上述交流电压的频率值为102 10bftz.-优^为1kn^，电压为10 36V，优选为
12V。
参比电阻的大小由实验确定，具体操作为按照进行监测的预成型体同样的标准
(包括原材料、树脂含量、注射温度等)制作直径为20cm的实验预成型体并注入树 脂，实验预成型体的厚度与所监测的预成型体厚度相同(若监测的预成型体厚度不等， 则取监测区域处厚度平均值)，预先在实验预成型体的上下表面中心位置分别铺放一 根正交放置的碳纤维束，在上下表面垂直的交叉点处输入交流电压，采用兆欧表测量 上下表面碳纤维束间的电阻，参比电阻的大小与实验预成型体被树脂浸润时所测得的 电阻值相同或相匹配。也可按照其它实验方法或凭经验确定参比电阻的大小，只要使 得在线监测过程中测量的参比电阻两端的电压值变化范围较为显著即可。
本发明可以针对结构较复杂且不规则的产品成型过程进行监测，通过排放在预成 型体表面的碳纤维束的位置及布设方式，使某些关键部位或重点区域具有相对较多的 交叉点，以便获得更多有价值的监测信息，这样就能够在排放同样数量碳纤维束的情 况下，对同一LCM工艺的充模和固化过程作出更加准确的监测。
本发明所提供的方法克服了上述现有技术中存在的缺陷；采用碳纤维束作为传感 器，成本低廉，对成型后的复合材料力学性能无不利影响；采用交流电压测试预成型 体内树脂充入及固化的状态，对表面碳纤维束的排放没有要求平行等限制，因而能够 适用于形状相对复杂且不规则的预成型产品的生产工艺监测；采用交流电源，解决了 用直流电源监测时，碳纤维束与树脂形成双电层而造成难以进行有效监测、监测数值 不准确等的问题，使快速准确地监测LCM成型工艺得以实现。
图l为本发明监测方法的电路原理图
图2为各个监测区域所对应的监测电压值随时间的变化曲线图 图3为实施例1的预成型体表面的碳纤维束排放图 图4为实施例2的预成型体表面的碳纤维束排放图 图5为实施例3的预成型体表面的碳纤维束排放图
具体实施例方式
如图1所示，本发明监测方法的电路原理图，其中预成型体电阻RxiYj两側施加
交流电压U，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两 端的电压UxiYj'进行测量；然后经A/D模数转换后采集至PC机进行存储和计算，依
据被监测区域所对应的监测电压值UxiYj'信号实现对所述预成型体成型过程的实时监
如图2所示，显示了各个监测区域所对应的监测电压值随时间的变化曲线，其中，UxiYj'表示任一监测区域所对应的参比赵蹈:R'C两端約监测电压您;,t表示进行监测的 时间，该时间的确定取决于被监测预成型体的形状大小及树脂充模时的流动速度与随 后的固化速度，其值在几十秒至几小时之间；k表示监测电压值UxiYj'的变化趋势， 为监测电压值UxiYj'对时间t的一阶导数。
如图1、图2所示，当被监测的区域无树脂流过时，预成型体电阻RxiYj为无穷大， 监测电压值UxiYj'为0，而当树脂流动前锋开始达到时，因为树脂的存在，使预成型 体电阻RxiYj迅速降低到参比电阻Rc:值附近，监测电压值UxiYj'很快升高至最大值， 在随后的树脂固化过程中，随着固化程度的提高，预成型体电阻RxiYj逐渐加大，监
测电压值UxiY/开始逐渐降低，直至预成型体RxiYj内树脂完全固化时，监测电压值
UXiY/又转变为0。从而在任意监测区域树脂充模时，以监测电压值UxiYj'的突变判
断树脂流动前锋是否到达，充模完成后的固化过程中，通过分析监测电压值UxiYj'的 变化趋势，即监测电压值UxiYj'对时间的一阶导数k，来反映该监测区域树脂的固化状态。
如图3、图4、图5所示， 一种LCM成型工艺的实时监测方法，通过如下步骤实
现
1)根据构件的形状及大小在预成型体的上下表面交叉排放有导电物，导电物选 用多根碳纤维束，由上表面碳纤维束与下表面碳纤维束垂直的交叉点确定监测区域，
该监测区域构成预成型体电阻RxiYj;对碳纤维束进行编号Xi， Yj，上表面的各碳纤
维束与下表面的碳纤维束之间的交叉点确定所监测的区域AxiYj，各监测区域的电阻为
预成型体电阻RxiYj;其中i与j的选值范围分别为1 16;所用的碳纤维束可以在市 场购买，购置的碳纤维束可直接使用，也可以采用重新合股或分股方式再次加工获取， 碳纤维束规格在1K 12K范围内，优选规格为3K。
在预成型体上表面的碳纤维束与其下表面的碳纤维束以相交的方式排放，同一面 上的各碳纤维束之间互不相交，且它们之间的间距大于预成型体在该碳纤维束上任一 位置的厚度。上下表面碳纤维束的交叉点处的预成型体越厚，所监测的区域范围越广， 监测的精度也就越低。为了保证监测的精度和灵敏度，监测时，上下表面的碳纤维束 在交叉点处应垂直。
对结构较复杂的预成型体调整排放在其表面上的碳纤维束的位置及排放方式，使 某些关键部位或重点区域具有相对较多的交叉点，以便获得更多有价值的监测信息。 这里的关键部位指的是对整个预成型体质量和性能起关键作用的部分位置，通常是产 品上应力比较集中、结构不太稳定、相对来说容易受到破坏的部位，所以需要更多的 监测信息保证成型工艺的可靠；重点区域为在充模过程中容易产生缺陷或对判断流动 前峰的位置起到较大作用的位置，通常为埋设于预成型体内部的嵌入件等外来件的附近或预成型体中空心、孔洞等空缺部件的附近t战节邻来件或，缺.部位的存在，会造 成附近区域树脂的不规则流动，往往更易于产生缺陷，因此，在这些区域也需要加大 监测的密度。所述的关键部位或重点区域的确定以待测的预成型体的形状而定。
2) 在预成型体电阻RxiYj的两側施加交流电压U，并在该电路中串联一个参比电 阻Rc:，构成分压电路，对参比电阻Rc两端的的电压UxiYj'进行测量；
所采用的交流电频率为102 106Hz，优选为103Hz;电压为10 36V，优选为12V。
参比电阻Rc:的大小由实验确定，具体操作为按照进行监测的预成型体同样的 标准(包括原材料、树脂含量、注射温度等)制作直径为20cm的实验预成型体并注 入树脂，实验预成型体的厚度与所监测的预成型体厚度相同(若监测的预成型体厚度 不等，则取监测区域处厚度平均值)，预先在实验预成型体的上下表面中心位置分别 铺放一根正交放置的碳纤维束，在上下表面垂直的交叉点处输入交流电压，采用兆欧 表测量上下表面碳纤维束间的电阻，参比电阻Rc的大小与实验预成型体被树脂浸润 时所测得的电阻值相同或相匹配。也可按照其它实验方法或凭经验确定参比电阻Rc 的大小，只要使得在线监测过程中测量的参比电阻Rc两端的电压值变化范围较为显 著即可。
3) 进行树脂充模的同时通过双重循环的方式扫描所有的监测区域，监测该监测 区域电压值的突变判断树脂流动前峰到达位置并通过监测所述预成型体电阻的变化 值来确认树脂注入预成型体后固化的实况；
4) 测量得到的参比电阻Rc两端的电压信号UxiYj，经A/D转换后采集至PC机上
进行存储和计算，依据被监测区域AxiYj所对应的监测电压值信号实现对所述预成型
体成型过程的实时监测。
PC机对上述测量得到的各个监测区域的信号进行采集，具体方式为采用不间 断的方式实现对所有监测区域的信号采集，以完成扫描预成型体上下表面所有碳纤维 束构成的交叉点作为一个周期，重复进行，直至监测过程结束。在每个周期中，PC 机最先采集的是上表面碳纤维束XI与下表面碳纤维束Yl确定的监测区域所对应的 参比电阻Rc两端的监测电压信号Ux,Yr，接着采集X1与Y2确定的监测区域所对应 的参比电阻Rc两端的监测电压信号Ux,Y2'，然后依次是X1与Y3、 X1与Y4......当
采集完上表面碳纤维束XI与下表面各碳纤维束确定的所有监测区域所对应的参比电 阻Rc两端的监测电压信号时，开始采集上表面碳纤维束X2与下表面碳纤维束Yl确 定的监测区域所对应的参比电阻Rc两端的监测电压信号Ux2Y,'，紧接着采集的是X2 与Y2确定的监测区域所对应的参比电阻Rc两端的监测电压信号Ux2Y2'，随后是X2 与Y3、 X2与Y4......由此类推，直至釆集完上表面所有碳纤维束与下表面所有碳纤维束确定的所有监测区域所对应的参比电阻Rc两端的监测炮压l急号。
PC机将所采集到的信号处理成二维数组的形式加以储存，使监测区域信息AXiYj
与参比电阻Rc两端的监测电压值信息UxiYj'—一对应，通过查询运算得出各监测区域
所对应的电压值在每个时刻的状态和整个阶段的变化过程，从而在树脂充模时，以监
测电压值UxiYj'的突变判断树脂流动前锋的到达，充模完成后的固化过程中，通过监
测电压值UxiYj'的变化，即电压值对时间的一阶导数K，来反映每个监测区域预成型 体电阻RXiYj的变化，实时地确定该区域AXiYj树脂的固化状态。
预先分析上下表面碳纤维束确定的所有交叉点，通过PC机软件将其中对监测结 果不作出贡献的无效交叉点对应的监测区域予以屏蔽或忽略，从而仅对那些需要得到 信息的交叉点所对应的监测区域作出考察。
下面再结合图3、图4、图5对本发明的具体实施例作进一步的说明。
实施例1:
如图3所示，采用LCM工艺生产的形状简单的产品，对其成型过程进行实时监
测，具体步骤如下
第一步，根据构件的形状特征在预成型体的上下表面纵横排放碳纤维束，其上表
面横向排设5根碳纤维束X1 X5，下表面纵向排设7根碳纤维束Y1 Y7，所用的 碳纤维束的规格为1K，同一表面排列的碳纤维束束与束之间的间距大于该预成型体 在该碳纤维束上任一位置的厚度，上表面分布的碳纤维束与其相对位置下表面分布的 碳纤维束之间形成交叉点，通过该交叉点确定所监测区域共35个，每个监测区域的 电阻值为该预成型体电阻监测区域处的电阻RxiYj，其中i取值为1 5， j取值为l 7;
第二步，在上述被测预成型体电阻RxiYj两端施加频率为106Hz，电压为36V的 交流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两端 的的电压UxiYj'进行测量。参比电阻Rc的大小由实验确定，其值为109Q。当被测预
成型体内未充入树脂时，RxiYj为+00，此时参比电阻Rc两端的电压UxiYj'值为O;
第三步，测量得到的参比电阻Rc两端的电压值UxiYj，，该电压信号经A/D转换 后被采集到PC机上。PC机通过采用双重循环的方式实现对所有监测区域的信号有序 地采集，以完成由监测区域AX1Y1到AX5Y7间所有相对应的参比电阻Rc两端的电压信 号的采集作为一个周期，重复进行，直至监测过程结束。PC机将采集到的信号处理 成二维数组的形式加以储存，使监测区域信息AxiYj与参比电阻Rc两端的监测电压值 信息UXiYj'—一对应，通过查询运算得出各监测区域所对应的电压值在每个时刻的状 态和整个阶段的变化过程。对于监测区域Axm来说，采集到的参比电阻Rc两端的监 测电压信号Uxm，会发生如图2所示的变化，当该区域无树脂流过时，Uxm'为0，而
8当树脂流动前锋开始达到时，Uxm，很快升高至最;b置*在随启'的树脂闺'化过程中，
Uxm'值开始逐渐降低，直至预成型体内树脂完全固化时，Uxm'又转变为0。从而在 Axm区域树脂充模时，以监测电压值Uxm'的突变判断树脂流动前锋是否到达，充 模完成后的固化过程中，通过分析监测电压值Uxm'的变化趋势，即电压值对时间的 一阶导数k，来反映Axm区域树脂的固化状态。同理，可实现对任意监测区域成型 过程的实时监测。 实施例2:
如图4所示，采用LCM工艺生产的形状相对复杂的产品，其基本结构与实施例 1相似，但在预成型体内具有导致树脂不规则流动的区域，其中的三角形，表示嵌入 件或空缺部位，树脂流至该附近区域时，其流动方式由规则变为不规则，对其成型过 程进行实时监测，具体步骤如下
第一步，基本与实施例l相同，其不同点在于针对产品结构不规则的特点，预
先通过软件模拟分析，得知在三角形附近区域为该产品的关键部位或重点区域，由此 对排放在预成型体上下表面的碳纤维束的位置及布设方式作出设计和调整，在上表面
布设有10根碳纤维束X1 X10，下表面分布有5根碳纤维束Y1 Y5，且三角形附 近区域具有相对较多的由上下表面碳纤维束构成的交叉点，上下表面的碳纤维束在每 个交叉点处垂直，确定所监测的区域AxiYj;每一个监测区域的电阻值为该预成型体电 阻监测区域处的电阻RxiYj，上述的i取值为1 10, j取值为1 5;碳纤维束的规格 为12K;
第二步，在上述被测预成型体电阻RxiYj两端施加频率为102Hz，电压为10V的 交流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两端 的的电压UxiYj'进行测量。参比电阻Rc的大小由实验确定，其值为101(^;
第三步，基本与实施例l相同，其不同点在于预先分析上下表面碳纤维束确定
的所有交叉点，通过PC机软件将其中对监测结果不作出贡献的无效交叉点对应的监 测区域予以屏蔽或忽略，如X1与Y5的交叉点对应的监测区域A幻Y5， X8与Y3的交 叉点对应的监测区域Ax8Y3等处，从而仅对那些需要得到信息的交叉点所对应的监测 区域作出考察；PC机对所有需考察的监测区域的信号有序地采集，以完成由监测区 域AX1Y1到AX1QY5间所有相对应的参比电阻Rc两端的电压信号的采集作为一个周期。 实施例3:
如图5所示，采用LCM工艺生产的形状较复杂、各处厚度不等的产品，其基本 结构与实施例l相似，但在预成型体内具有导致树脂不规则流动的区域，即图中所示 的三角形，表示嵌入件或空缺部位，且预成型体各处厚度不等，对其成型过程进行实 时监测，具体监测步骤如下第一步，基本与实施例l相同，其不同点在干；针对产品结'构不规贩的特点，预 先通过软件模拟分析，得知在三角形附近区域为该产品的关键部位或重点区域，由此 对排放在预成型体上下表面的碳纤维束的位置及布设方式作出设计和调整，在上表面
布设有10根碳纤维束X1 X10，下表面分布有3根碳纤维束Y1 Y3，且三角形附 近区域具有相对较多的由上下表面碳纤维束构成的交叉点，上下表面的碳纤维束在每
个交叉点处垂直，确定所监测的区域AxiYj;每一个监测区域的电阻值为该预成型体电
阻监测区域处的电阻RxiYj，上述的i取值为1 10， j取值为1 3;碳纤维束的规格
为3K;
第二步，在上述被测预成型体电阻RxiYj两端施加频率为103Hz，电压为12V的 交流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc;，构成分压电路，对参比电阻Rc两端 的的电压UxiYj'进行测量。参比电阻Rc:的大小凭经验确定，其值为10UQ;
第三步，基本与实施例1相同，其不同点在于PC机对所有监测区域的信号有
序地采集，以完成由监测区域AX1Y1到AX1QY3间所有相对应的参比电阻Rc两端的电压 信号的采集作为一个周期。
在这种情况下，预成型体较薄处监测结果的精度与灵敏度优于较厚处(如AX4Y1
处比Ax7Y2处监测效果好)。
实施例4:
采用LCM工艺生产的形状简单的产品，对其成型过程进行实时监测，具体步骤 均与实施例l相同，其区别在于第一步，在预成型体的上下表面纵横排放碳纤维束 的根数不同于实施例1，其上表面横向排设16根碳纤维束X1 X16，下表面纵向排 设16根碳纤维束Y1 Y16，所用的碳纤维束的规格为5K，同一表面排列的碳纤维束
束与束之间的间距大于该预成型体在该碳纤维束上任一位置的厚度，上表面分布的碳 纤维束与其相对位置下表面分布的碳纤维束之间形成交叉点，通过该交叉点确定所监
测区域共256个，每个监测区域的电阻值为该预成型体电阻监测区域处的电阻RxiYj, 其中i取值为l 16， j取值为l 16;
第二步，在上述被测预成型体电阻RxiYj两端施加频率为106Hz，电压为36V的 交流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两端 的的电压UxiYj'进行测量。参比电阻Rc的大小由实验确定，其值为109Q。当被测预
成型体内未充入树脂时，RxiYj为+oc，此时参比电阻Rc两端的电压UxiYj'值为O;
其它监测步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例5:
采用LCM工艺生产的形状相对复杂的产品，在预成型体内具有导致树脂不规则 流动的区域，其中有嵌入件或空缺部位，树脂流至该附近区域时，其流动方式由规则
10变为不规则，对其成型过程进行实时监测，具体歩龜墓体*与^施'例，4相闺，其区别点
在于在上表面布设有5根碳纤维束X1 X5，下表面分布有10根碳纤维束Y1 Y10，
上下表面的碳纤维束在每个交叉点处垂直，确定所监测的区域AxiYj;每一个监测区域
的电阻值为该预成型体电阻监测区域处的电阻RxiYj，上述的i取值为1 5， j取值为
1 10;碳纤维束的规格为6K;
然后，在上述被测预成型体电阻RxiYj两端施加频率为104Hz，电压为20V的交 流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两端的 的电压UxiYj'进行测量。参比电阻Rc的大小由实验确定，其值为101(^;
其它监测步骤与实施例2相同，在此不再赘述。
实施例6:
采用LCM工艺生产的形状较复杂、各处厚度不等的产品，在预成型体内具有导 致树脂不规则流动的区域，包括嵌入件或空缺部位，且预成型体各处厚度不等，对其
成型过程进行实时监测，具体监测步骤基本与实施例3相同，其区别点在于在上表
面布设有3根碳纤维束X1 X3，下表面分布有10根碳纤维束Y1 Y10;每一个监 测区域的电阻值为该预成型体电阻监测区域处的电阻RxiYj，上述的i取值为1 3， j
取值为1 10;碳纤维束的规格为9K;
然后，在上述被测预成型体电阻RxiY」两端施加频率为105Hz，电压为10V的交 流电压，并在该电路中串联一个参比电阻Rc，构成分压电路，对参比电阻Rc两端的 的电压Uxwj'进行测量。参比电阻Rc的大小凭经验确定，其值为10"Q;
其它监测步骤与实施例3相同，在此不再赘述。
有必要在此指出的是，以上实施例仅用于对本发明的实施方式作进行进一步说 明，不能理解为对本发明保护范围的任何限制，该领域的技术人员可以根据上述本发 明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。如实施例2、实施例3所述的预成型 体内所具有导致树脂不规则流动的区域采用一个三角形嵌入件或空缺部位表示，仅仅
是举例和解释性的，原因在于三角形区域改变树脂流动方式最为典型，易于理解，对 于具有一个或多个四边形、五边形、甚至其它形状更不规则的嵌入件或空缺部位的产 品，在确定产品的关键部位和重点区域上与上述方法一致，预成型体上下表面碳纤维 束的埋设方式也与之相同，其成型工艺的监测方法依然在本发明要求保护的范围之 内。
1权利要求
1、一种LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于它包括如下步骤1)根据构件的形状及大小确定预成型体，在该预成型体的上下表面交叉排放有若干根碳纤维束，位于同一面上的碳纤维束束与束之间互不相交，且上下表面的碳纤维束在其交叉点处相互垂直，并由所述交叉点确定其监测区域，每个监测区域构成一预成型体电阻；2)在上述预成型体电阻两側施加交流电压，并为该预成型体电阻串联一个参比电阻，构成分压电路，测量参比电阻两端的电压；3)测量得到的参比电阻两端的电压值经A/D转换后采集至PC机上进行存储和计算，进行树脂充模，充模时循环扫描所有的监测区域，通过某一监测区域对应参比电阻得到的电压值的突变判断树脂流动前峰到达的位置；充模结束后，监测所述预成型体电阻变化值确认充模树脂的固化实况。
2、 根据权利要求1所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于位于同 一面上的碳纤维束为1 16根，每根碳纤维束的规格为1K 12K。
3、 根据权利要求2所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于所述碳 纤维束的规格为3K。
4、 根据权利要求1所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于步骤3) 所述循环扫描为采用双重循环的方式逐个采集各个监测区域的电压值。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征 在于所述参比电阻的大小与所述预成型体在所述树脂充模时被其树脂浸润后所测得 的电阻值相同或相匹配。
6、 根据权利要求5所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于所述交 流电压的频率值为102Hz 106Hz，电压值为10V 36V。
7、 根据权利要求6所述的LCM成型工艺的实时监测方法，其特征在于所述交 流电压的频率值为103Hz，电压值为12V。
全文摘要
本发明公开了一种LCM成型工艺的实时监测方法，根据构件形状及大小确定预成型体，在该预成型体的上下表面交叉排放碳纤维束且由其相交点确定监测区域构成预成型体电阻；在预成型体电阻两侧施加交流电压，并为该预成型体电阻串联参比电阻构成分压电路，测量参比电阻两端的电压；进行树脂充模，充模时循环扫描所有监测区域，通过某一监测区域对应参比电阻得到的电压值的突变判断树脂流动前峰到达的位置；充模结束后，监测所述预成型体电阻变化值确认充模树脂的固化实况；本发明采用碳纤维束作传感器，成本低，对成型后的复合材料力学性能无不利影响；施加交流电压进行监测，可提高监测的准确性；能够适用于形状相对复杂的产品的工艺监测；易于推广实施。
文档编号G01N33/44GK101603936SQ200810114760
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者俊 李, 淳 陈, 高国强 申请人:北京玻钢院复合材料有限公司