真空輔助樹脂注射成型技術的實驗與模擬研究.pdf

1、真空輔助成型工藝(VARI，Vacuum Assisted Resin Infusion)是在樹脂傳遞模塑工藝(Resin Transferring Molding)的基礎上發(fā)展起來的一種制作先進復合材料的技術。其工藝原理是，在鋪有預型體的單面剛性模具上覆蓋以柔性真空袋，密封后，通過抽真空排除模腔中的氣體，利用真空負壓的驅動來使樹脂流動而實現(xiàn)對預成型的浸漬。它具有節(jié)約成本、產(chǎn)品制成率高、產(chǎn)品性能好、適用于大尺寸復雜構件的制備等優(yōu)點。

2、r>　　影響VARI工藝的因素有很多，包括溫度、樹脂粘度、增強材料的結構及鋪層方式、真空度、進出口的位置和數(shù)量等等。本課題主要選擇其中的幾個主要因素，如樹脂粘度特性、增強材料的鋪層方式、樹脂注射方式等，通過實驗與模擬方法來研究這些因素對VARI充模過程及結果的影響，從而優(yōu)化相應的工藝參數(shù)，得出對VARI工藝過程具有指導意義的結論。
　　本課題主要圍繞VARI工藝做了如下研究:
　　(1)搜集并研究了VARI工藝相關文獻，了解

3、并分析VARI工藝的主要工藝原理、特點及主要影響因素，總結國內(nèi)外研究及應用現(xiàn)狀。
　　(2)針對VARI對樹脂的要求，選擇一種不飽和聚酯樹脂，測量其在動態(tài)升溫條件下的粘度變化，恒溫狀態(tài)下粘度隨時間的變化，并建立相應的工程粘度模型，預測該樹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)學習測量增強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、計算方法及實驗步驟，使用這

4、兩種方法來獲取增強材料的橫向滲透率、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VARI工藝充模過程的影響。包括設計不同的鋪層厚度、不同的鋪層角度、不同的導流網(wǎng)長度等，通過對比實驗，總結出這些因素對VARI充模過程的影響。
　　(5)分別對不對稱的十字架平板構件和汽車底盤構件，設計不同的注射方式，然后采用PAM-RTM軟件對其進行充模過程模擬，比較模擬結果，通過分析樹脂充模過程動畫、樹脂充模時間分布圖及壓力