真空輔助樹(shù)脂注射成型技術(shù)的實(shí)驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、真空輔助成型工藝(VARI，Vacuum Assisted Resin Infusion)是在樹(shù)脂傳遞模塑工藝(Resin Transferring Molding)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種制作先進(jìn)復(fù)合材料的技術(shù)。其工藝原理是，在鋪有預(yù)型體的單面剛性模具上覆蓋以柔性真空袋，密封后，通過(guò)抽真空排除模腔中的氣體，利用真空負(fù)壓的驅(qū)動(dòng)來(lái)使樹(shù)脂流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)成型的浸漬。它具有節(jié)約成本、產(chǎn)品制成率高、產(chǎn)品性能好、適用于大尺寸復(fù)雜構(gòu)件的制備等優(yōu)點(diǎn)。

2、r>　　影響VARI工藝的因素有很多，包括溫度、樹(shù)脂粘度、增強(qiáng)材料的結(jié)構(gòu)及鋪層方式、真空度、進(jìn)出口的位置和數(shù)量等等。本課題主要選擇其中的幾個(gè)主要因素，如樹(shù)脂粘度特性、增強(qiáng)材料的鋪層方式、樹(shù)脂注射方式等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與模擬方法來(lái)研究這些因素對(duì)VARI充模過(guò)程及結(jié)果的影響，從而優(yōu)化相應(yīng)的工藝參數(shù)，得出對(duì)VARI工藝過(guò)程具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。
　　本課題主要圍繞VARI工藝做了如下研究:
　　(1)搜集并研究了VARI工藝相關(guān)文獻(xiàn)，了解

3、并分析VARI工藝的主要工藝原理、特點(diǎn)及主要影響因素，總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　(2)針對(duì)VARI對(duì)樹(shù)脂的要求，選擇一種不飽和聚酯樹(shù)脂，測(cè)量其在動(dòng)態(tài)升溫條件下的粘度變化，恒溫狀態(tài)下粘度隨時(shí)間的變化，并建立相應(yīng)的工程粘度模型，預(yù)測(cè)該樹(shù)脂的低粘度工藝窗口，為VARI工藝的優(yōu)化提供有效的參考數(shù)據(jù)。
　　(3)學(xué)習(xí)測(cè)量增強(qiáng)體滲透率的主要方法及影響因素。主要包括單向法和徑向法，分析這兩種方法的理論基礎(chǔ)、計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)步驟，使用這

4、兩種方法來(lái)獲取增強(qiáng)材料的橫向滲透率、縱向滲透率及厚度方向的滲透率。
　　(4)研究不同的鋪層方式對(duì)VARI工藝充模過(guò)程的影響。包括設(shè)計(jì)不同的鋪層厚度、不同的鋪層角度、不同的導(dǎo)流網(wǎng)長(zhǎng)度等，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出這些因素對(duì)VARI充模過(guò)程的影響。
　　(5)分別對(duì)不對(duì)稱的十字架平板構(gòu)件和汽車底盤構(gòu)件，設(shè)計(jì)不同的注射方式，然后采用PAM-RTM軟件對(duì)其進(jìn)行充模過(guò)程模擬，比較模擬結(jié)果，通過(guò)分析樹(shù)脂充模過(guò)程動(dòng)畫、樹(shù)脂充模時(shí)間分布圖及壓力