复合材料真空辅助成型工艺特点
发布时间：2023-03-25 16:06浏览次数：
《复合材料真空辅助成型工艺特点》
真空辅助成型工艺（Vacuum Assisted Resin Infusion，VARI）,即真空灌注工艺（VIP）或真空辅助树脂转移模塑（VARTM），是一种新型、低成本制作复合材料大型制件的成型技术，它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，利用树脂的流动、渗透，实现对纤维及其织物的浸渍，并在一定的温度条件下固化，形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。
VARI成型技术作为一种高性能、低成本的非热压罐成型技术在航空航天领域受到越来越广泛的重视，并被CAI计划作为一项关键低成本制造技术。VARI成型技术是在真空压力下，利用树脂的流动、渗透实现对纤维及其织物浸渍，并在真空压力下固化的成型方法。与传统的工艺相比，VARI成型技术不需要热压罐，仅需要一个单面的刚性模具（其上模为柔性的真空袋薄膜），用来铺放纤维增强体，模具只为保证结构型面要求，简化了模具制造工序，节省了费用，而且仅在真空压力下成型，无需额外压力，有助于降低成本。因此，其主要特点是成本低、产品孔隙率低、性能与热压罐工艺接近、适合制造大型制件等。VARI方法针对RTM方法的局限性，通过适当的工艺措施，仅在真空条件下完成结构的固化过程。该法摆脱了对热压罐设施的依赖，对大型结构而言，是一种明显具备低成本潜力的制造方法。但与其他的树脂转移方法相同，此法对树脂的流动性有较高的要求。同时，在实现高性能材料方面，低压成型工艺过程中遇到的困难会大于高压下的成型，因此，对材料力学性能的期望不能简单攀比预浸料工艺方法。对结构的设计理念要求相应的更新。VARI方法的工程化发展亟需材料、工艺和设计人员的协同配合。VARI工艺主要有以下几个方面的特点：
① 衍生自RTM工艺，基本特点与RTM相同；
② 与RTM不同，树脂流动由真空压力驱动；
③ 单面模具，另一面为真空袋，制品只有一面光滑；
④ 模具通常需要加热，满足树脂固化条件；
⑤ 机械化、自动化程度低，生产周期较长；
⑥ 生产成本低。
尽管VARI具有很多优点，但作为一种液体成型技术，在复合材料成型过程中，依然有许多难点需要解决，如对树脂流动的控制、干斑的防治以及树脂/纤维比例的一致等，需要从微观和宏观的机理上深入研究。
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