真空灌注-包括轻质rtm和真空导流-工艺方法及问题处理
新材料真空灌注工艺
❖ 5. 法兰边铺双面棉胶条，铺密封胶条
❖ 6. 铺袋膜，袋膜适度要有余量，不要留下太大的褶皱，但也要给铺 管道的区域留下空间，太松或太紧都会造成树脂淤积或异常灌注。
❖ 7.抽气管连接树脂收集器，再连接真空泵。
更大功率的泵将帮助灌注更快地进行。 收集器是一个密封容器，一端连接铺层，收集器的作用是防止树脂进入真 空泵，注：使用树脂回收罐之前，将一些脱模蜡涂在罐的内部，以保证固化的树 脂可以很容易地移除。
浸渍铺设好的纤维增强材料。当然还有一些导流介质来辅助树脂的流动。
2. 真空辅助工艺原理 (俗称湿法)
手糊产品后加真空辅助是抽走预浸纤维布的多余树脂（通俗叫法手糊） 铺层结束完，铺设辅助材料。第一步铺带脱模布和带孔薄膜，第二步铺吸 胶毡，第三步铺设真空袋，连接真空管。第四步开始抽真空。
图1
二 真空导入工艺的优势 和缺点
2.树脂的放热峰温度 ❖ 树脂的放热峰温度不应过高，生产厚壁制品时，放热峰温度过高容易产生爆聚。
同时反应放热峰温度又不能太低，放热峰温度过低容易导致凝胶时间过长，造成 流胶现象，固化不良，影响产品质量。
❖ 二增强材料
❖ 增强材料对树脂的浸润性好坏直接影响所生产产品性能的优劣。一般来说，对于 真空灌注成型工艺，连续毡优于短切毡，编织布好于方格布，连续毡和编织布更 有利于树脂在整个密闭体系中的流动；若生产碳纤维制品，选材时应考虑用与碳 纤维浸润性好的树脂。
❖ 一 真空导入原理，成型方法介绍 ❖ 二 真空导入优势和缺点 ❖ 三 真空导入主材，辅料介绍 ❖ 四 真空导入工艺---操作流程 ❖ 五 真空导入影响产品质量的因素 ❖ 六 操作注意事项
1、真空导入工艺原理 （俗称 干法）
真空辅助树脂灌注工艺的创新性改进
真空辅助树脂灌注⼯艺的创新性改进第1期18纤维复合材料No11 2010年3⽉F I BER CO M P O SI TES M ar1,2010⼯艺#设计真空辅助树脂灌注⼯艺的创新性改进苏峰,于洋,于柏峰(哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036)摘要真空辅助树脂灌注⼯艺是⼀种新型的复合材料低成本,⾼性能成型技术。
由于其低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,真空辅助树脂灌注⼯艺已成功⽤于舰船、军事设施、国防⼯程、航空和风电等民⽤⼯业领域。
但是这种⼯艺也有很多不可控制的因素,仍有许多需改进的地⽅。
本⽂从树脂计量混合技术及制品表⾯质量控制等⽅⾯讨论了当今真空辅助树脂灌注⼯艺的⼀些创新性的改进。
关键词真空辅助树脂灌注⼯艺(真空灌注⼯艺,VAR I);⼯艺原理;⼯艺优势;树脂计量混合技术;制品表⾯质量控制Innovative I mprove m ent of Vacuu m A ssistant Resi n Infusion Process(VAR I)S U Feng,YU Y ang,YU Ba ifeng(H arb i n FRP Instit ute,H arbi n150036)ABSTRACT V acuu m ass i stant resi n i nfusi on process(VAR I)is a new cost-e ffecti ve and hi gh-pe rf o r m ance pro cess.Because o f its advantages o f cost-effec tive,good properties o f products and env ironmenta l-fr i end l y,VAR I has been ap-p lied t o ships,m ilitary infrastructure,nati onal de f ense eng i neering,aerospace and civ il i ndustr i es,e tc.this paper d i scus-ses som e i nnovati ve i m provem ents about vacuu m assistant res i n i nfus i on process from the resi n m ix i ng techno l ogy and sur-face qua lit y contro.lKEYWORDS V acuum assistant res i n i nf us i on process;P ro cess princ i p l e;P rocess advantages;R esi n m i x i ng techno l ogy;Su rface qua lity contro l1引⾔真空辅助树脂灌注⼯艺(真空灌注⼯艺,VAR I),也称真空导⼊⼯艺,是⼀种新型的复合材料低成本,⾼性能成型技术。
真空灌注-包括轻质rtm和真空导流-工艺方法及问题处理
真空灌注工艺（LRTM、真空导流工艺方法及问题处理）关于玻璃钢的新工艺方法，注射工艺较多，从最初的压力注射，到现在的真空注射，走过了很多的弯路。
由于玻璃钢的特点，它易于成型，进入门槛比较低。
在汽车工业、环卫领域、风能领域，都有极大的市场。
管路简图图解：1、高压真空吸合模具边缘；2、低压真空从模具内流向真空筒；3、模具出胶时用大力钳锁紧出口；4、用丙酮涮洗真空管，并封住进口；5、最后卡住所有出胶口。
继续保持高压锁模；6、产品固化后脱模。
一、正面模具的制作：正面模具是制作模具的基础，只有正面模具，他直接影响模具的结构形式，他的表面质量在翻制反模时并不起作用。
但是他的表面胶衣质量要求很高，因为在一个封闭的空间里，玻璃钢固化放出的热量很多，积聚在模具内部灼伤磨具表面。
除了选用好的胶衣材料外，应当注意的还有以下几点。
1、分型面的确定一个产品的分型面，当然选取最大部分，但是如果产品如下图，中间分型面是选用那个面呢，应该选用下面，因为同样的能出产品，选用下面分型，可以很好的铺层，在铺层时有了参考边，否则，切割线被胶衣遮盖,铺层时没有依据。
２避免针孔:A．首先，选用优质的模具胶衣。
合适的的模具胶衣。
胶衣的流平性、消泡性、粘度和触变性固化特性稳定。
好的胶衣除基体树脂优异外，还有一定的消泡剂和流平助剂。
选用优秀的模具胶衣有很好的助剂类，可以有效降低针孔数量。
B．胶衣的固化体系容易产生针孔的原因之一，首先要防止固化时间过短，而且固化剂的比例添加适当。
为了更符合比例，建议采用预促进型，另外好的固化剂过氧化氢少，在引发聚合反应时分解的水分子少，从而提高了胶衣固化程度，减少针孔现象。
C．胶衣厚度均匀。
尽量使厚度均匀，所以采用喷涂方式，比手刷有利于气泡的排除，也是减少真空和气泡的方法之一。
D．喷涂用的压缩空气清洁度不高也是产生真空的原因之一，要使用干净的空气，避免油滴和水气造成针孔。
E．喷涂的方法。
有利于气泡排除，首遍的首层薄喷，间隔1-2 分钟后再涂盖前面的喷涂方法，易于气泡排除，另外，尽量减少或不用苯乙烯、丙酮稀释。
真空导流工艺
真空导流工艺戴铂（DIAB）是世界上最大的生产结构性PVC泡沫的公司之一，尤其是我们的“戴铂芯材真空导流工艺™”的技术培训和工艺建造支持，已经得到了国内很多知名风力发电叶片制造商和游艇制造商的广泛赞誉。
这里主要介绍一下真空导流工艺在实现初期的各种筹备策略。
另外，还分析了使用现有模具或新的模具的注意事项，以及对工厂和人员的要求。
如果仅仅从导流策略上讲，真空导流最主要包括以下几个方面：进料管的安放位置、真空区域以及所用材料等。
但是，真空导流的成功实施在很大程度取决于以下所有的各个方面：模具需要考虑的第一件事就是：使用现有的模具，还是加工新的模具?无论选择哪一种方法，都必须核查一些关键问题，方能确保所用的模具合适。
具体事项如下：• 模具要保证很好的气密性。
• 模具必须有足够的刚度，能够承受真空形成的压力。
• 在制品固化期间，模具必须能够承受树脂固化周期的放热。
• 模具必须有凸缘法兰边，并且应足够宽，以放置真空管和密封胶带。
• 任何次模件都必须和主模接合在一起，以免在部件导流过程中发生系统的漏气。
• 模具表面必须具有较高的平整度。
众所周知，带有孔洞、龟裂或裂缝的模具会影响真空状态。
所以，在生产之前，须对模具进行压降试验来检验是否存在这一问题。
确认是否适合导流的模具，这一过程都是必需的。
解决了这些问题后，下一步就要考虑模具或部件的整体加工。
人们常说，导流工艺中最慢的就是材料铺放，而最快的就是实际导流。
也是基于此原理，越是制作大的部件，或者制作含带较多的次结构构件的大型部件时，真空导流工艺就越显现出其经济、快捷的优势。
此外，如果干铺铺层的过程可以缩短，则会更加缩短建造周期。
对于手糊工艺而言，制品经过初步糊制后，小的部件组份的粘接以及主构件和次构件比如加强筋、支撑件等的粘结通常要花费很多的时间。
而对于导流部件而言，像梁或桁这样的加强构件以及支撑件等可以合到一个组件中。
这样一来，不仅确保了部件之间连接牢靠，而且还节省了准备、粘结、打磨、抛光等时间，并全面降低了材料消耗。
简述真空法灌装原理、工艺流程及应用范围
简述真空法灌装原理、工艺流程及应用范围下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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真空注射成型含胶量的控制及浸润性的改善途径
毕业设计报告（论文）(2015届)题目：真空注射成型含胶量控制及浸润性的改善途径所属系：材料工程技术系班级：复合材料1211学生姓名：关迎秋学号：2012110302同组成员：指导教师：徐立波真空注射成型含胶量控制及浸润性的改善途径摘要真空导入模塑工艺作为一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术，它的工艺原理是在采用真空负压排除纤维增强材料中的多余气体，驱动基体树脂的流动、浸渍、实现树脂对纤维及其织物的充分浸润，并在室温下进行固化成型，形成一定基体树脂/纤维比例的工艺方法。
VIMP工艺中，树脂充分浸渍增强材料预成型体是保证制品质量的关键。
而充分了解VIMP工艺中树脂的黏度及温度、导流系统的布置、工艺参数的合理设置，是实现工艺过程含胶量控制和保证树脂充分浸渍增强材料的基础。
本文通过对三种不同真空度0.095MPa、0.085MPa、0.06MPa的分析，确定最佳VIMP 工艺成型注射最佳的真空度；通过改变树脂的黏度、温度，选择最佳的浸润方案；针对VIMP工艺的耗材选取，一般材料是否能替代，最终确定合适的材料选择。
最后通过实验观察制品表面缺陷，分析缺陷形成的原因。
不同种类预制品的含胶量不同，以编织布含胶较少，毡的含胶最多，这与制品的规则致密程度有关，编织布没有纤维的上下交织，树脂容易导走，里面的空隙相对小，而毡属于乱堆叠情况。
同种预制品厚度越大，含胶越大，有两方面原因，一是压力，分摊到每一层的压力会随着厚度增加而减少；二是导流能力，越厚的制品渗透率越小，树脂在其中驻留时间长。
关键词：VIMP 含胶量真空度浸润性目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 真空注射成型工艺背景与研究意义 (1)1.1.1 工艺背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 真空注射成型工艺应用现状及研究进展 (2)1.2.1 应用现状 (2)1.2.2 研究进展 (3)1.3 真空注射成型工艺原理及工艺特点 (4)1.3.1 工艺原理 (4)1.3.2 工艺特点 (4)1.4 真空注射成型工艺技术要求及研究内容 (4)1.4.1 工艺技术要求 (4)1.4.2 研究内容 (5)第二章实验内容 (6)2.1 实验材料 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 实验流程 (6)第三章结果分析 (9)3.1 含胶量的控制方法 (9)3.1.1 含胶量和真空度及增强材料的关系 (9)3.1.2 含胶量不均匀的原因及解决方法 (9)3.2 浸润性的改善途径 (10)3.2.1 树脂黏度及温度对浸润性的影响 (10)3.2.2 预抽对空隙密实度的影响 (10)3.2.3 边缘及跑道效应的预防 (10)3.2.4 加强材料泡沫开槽如何流动 (10)3.3 装备及耗材选择的影响 (12)3.3.1 导流网开口大小 (12)3.3.2 隔离膜和脱模布配套使用 (13)3.3.3 普通薄膜是否达到效果 (13)3.3.4 设备密封和漏气有效检测 (15)3.4 真空注射成型工艺缺陷 (16)3.4.1 气泡 (16)3.4.2 干斑和干区 (16)3.4.3 局部未固化 (17)3.4.4 过抽 (18)结论 (20)参考文献 (22)致谢 (23)第一章绪论1.1 真空注射成型工艺背景与研究意义1.1.1 工艺背景真空导入模塑工艺（简称VIMP，vacuum infusion molding process）也被称为SCRIMP 工艺（Seemann composite resin infusion molding process），在20世纪70年代，英国莲花汽车公司研发真空辅助液体模塑（Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，简称V ARTM）技术，并首次成功的在汽车车身制造中使用该技术；紧接着美国，有人在该技术上改进V ARTM，并发表了专利；在英国，也有人提出另一种改进V ARTM方法并出版专利；直到20世纪80年代末，VIMP工艺作为一种新颖的复合材料模具成型工艺问世，是1990年美国Seemann composites公司注册的专利技术[1]，专利的开发主要是为了解决几何形状复杂的大型夹芯和加筋结构件的整体成型问题。
RTM工艺及模具
轻质RTM工艺及模具制作一．轻质RTM成型工艺原理及技术特点1．工艺原理轻质RTM就是真空辅助带压低粘度树脂在闭合模具中流动浸润增强材料并固化成型的一种工艺技术，其成型压力不足1kg/cm2。
树脂和固化剂通过注射机计量泵按配比输出带压液体在静态混合器中混合均匀，然后在真空辅助下注入已合理铺放好的纤维增强体的闭合模中，模具用真空对周边进行密封和合模，并保证树脂流动顺畅，然后进行固化。
该工艺需要二级真空，第一级真空（真空度为667毫米汞柱）完成上下模的闭合动作，第二级真空（真空度为376毫米汞柱）在树脂注射过程中辅助树脂的流动和对增强材料的浸润。
2．技术特点轻质RTM具有很多传统RTM相似的优点，比如生产效率和产品质量可以得以提高；可以得到两面光，大尺寸的产品；减少树脂有害成份对人体和环境的毒害。
由于轻质RTM是低压真空辅助成型工艺，所以与传统RTM相比，模具制作工艺大大简化，既方便又快捷。
模具无需如传统RTM那样进行钢结构的加强，下模为三明治夹芯结构，具有较高的刚度以防止树脂在注射过程中模具产生任何变形，同时三明治夹芯结构可以有效保存产品固化时产生的热量，有利于后续产品的快速固化，缩短生产周期。
而上模更为简单，可作成轻质、半刚性的结构，这样非常有利于频繁的脱模、合模的操作。
二．模具的制作1．模具制作环境的要求以及原料的选择a．环境环境温度：理想的范围为25±3℃。
相对湿度：不能大于60%。
制作车间：应保持比产品生产区更高的清洁度与日常维护。
b．材料对于该工艺所需要的材料我们推荐如下：①主要材料胶衣：ccp-071（具有优良的耐热能力，HDT为160-173℃）模具树脂：RM2000（快速固化，快速制造模具，低收缩，降低模具成本）F-010（环氧改性乙烯基树脂，良好的强度和耐热性，以及低收缩率）表面毡：300g/m2无碱短切毡：450g/m2轻木：用于提高模具的刚性并减轻重量蜡片：用于控制模腔的厚度，良好的厚度均匀性。
真空导入工艺的介绍
真空导入工艺的介绍在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛应用。
针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。
由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，都现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM)，真空辅助RTM (VARTM)，真空袋压，SCRIMP,SRIM(Structural Reaction Molding),RTI(resin film infusion).但都有一些差别，很多文章中都介绍过，这里就不赘述了。
1.真空导入工艺（Vacuum infusion process,VIP)真空导入工艺（Vacuum infusion process)，简称VIP，在模具上铺“干”增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等，有别于真空袋工艺），然后铺真空袋，并抽出体系中的真空，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力吧不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。
VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射模具）建立一个闭合系统。
真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺在1950年出现了专利记录。
然而，直到近几年才得到了发展。
由于这种工艺是从国外引入，所以在命名上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。
2．理论真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）t =ℓ 2h/(2 kDP )t 是导入时间，由四个参数来决定。
h-树脂粘度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需导入时间就短，因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。
这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。
ℓ-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。
DP-压力差, 体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。
风电叶片真空灌注工艺维修方案
风电叶片真空灌注工艺维修方案真空灌注工艺适用于维修面积较大、层数较多、对产品外观有较大影响、关键部件出现的缺陷和影响合模粘接界面的区域等的结构维修或补偿维修。
详细要求如下：①面积较大和层数较多的判断标准，原则上以质量检验接收标准中B1级及以上等级中相关规定的要求。
②影响产品外观，主要指对产品的外形的平整度、翼型有较大影响，若采用其他工艺无法恢复原形的情况。
③关键部件，通常指的是主梁、后缘梁以及叶根2m以内区域。
④影响合模粘接区域，主要指的是蒙皮主梁上、后缘粘接区。
原则上，若待修缺陷满足以上其中一条要求，即可选择此工艺维修方案。
1.1工具/设备/灌注辅材①主要用工具/设备：圆盘角磨机、毛刷、剪刀、盒尺、真空泵、吸尘设备、红外测温枪、真空表。
②主要用灌注辅材：钢丝螺旋管、吸胶毡、导流网、PVC角/Ω管、乘胶桶、PPR管、三通/阀门、脱模布、多孔膜、真空膜。
1.2维修流程N图2 真空灌注工艺维修流程1.3主要流程工序1.3.1打磨铺层（选其一）打磨掉n层，铺放n+1层相应规格玻纤织物，第n+1层与第n层的纤维织物种类相同，纤维织物面积根据不合格区域面积和错层要求制定，纤维织物放置顺序由大到小或由小到大按照错层铺设，最后一层须覆盖整个打磨面50mm，维修铺层示意图如图3和图4所示。
图3 铺层示意图（由大到小顺序）图4 铺层示意图（由小到大顺序）1.3.2流道铺设按维修方案中具体的辅材及流道布置指导说明铺设真空胶带、脱模布、多孔膜、吸胶毡导流网，包覆至少双层真空膜。
在辅材铺放时，有以下几个原则可参考：（1）真空胶带铺设尽量远离最外侧纤维布层100mm以上。
（2）多孔膜原则上只铺放在有导流网铺放的区域下面，且终端超出导流网20-30mm，多孔膜搭接宽度≤20mm。
（3）吸胶毡作为导气通道，尽量铺设在流道对立面，不与布层接触，连接到抽气口上。
布层与吸胶毡通道通过吸胶毡搭条连接，吸胶毡搭条间距约在0.5-1m，且分布均匀。
复合材料真空灌注-RTM成型工艺及应用
复合材料真空灌注-RTM成型⼯艺及应⽤概述真空辅助树脂灌注成型⼯艺(VacuumAssisted Resin Infusion Molding)简称VARIM⼯艺，是在RTM(Resin Transfer Molding)⼯艺基础上发展起来的⼀种⾼性能、低成本的复合材料成型⼯艺。
⾃80年代末开发出来，VARIM⼯艺作为⼀种新型的液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding，简称LCM)，得到了航空航天、国防⼯程、船舶⼯业、能源⼯业、基础结构⼯程等应⽤领域的⼴泛重视，并被美国实施的低成本复合材料计划(Composite AffordabilityInitiative，简称CAI)作为⼀项关键低成本制造技术进⾏研究和应⽤。
如图1所⽰，VARIM⼯艺的基本原理是在真空负压条件下，利⽤树脂的流动和渗透实现对密闭模腔内的纤维织物增强材料的浸渍，然后固化成型。
VARIM⼯艺的基本流程包括：(a) 准备阶段。
包括单⾯刚性模具的设计和加⼯、模具表⾯的清理和涂覆脱模剂、增强材料(纤维织物、预成型件、芯材等)和真空辅助介质(脱模介质、⾼渗透导流介质、导⽓介质等)的准备等。
(b) 铺层阶段。
在单⾯刚性模具上依次铺设增强材料、脱模布、剥离层介质、⾼渗透导流介质、树脂灌注管道、真空导⽓管道等。
(c) 密封阶段。
⽤密封胶带将增强材料及真空辅助介质密封在弹性真空袋膜内，并抽真空，保证密闭模腔达到预定的真空度。
(d) 灌注阶段。
在真空负压下，将树脂胶液通过树脂灌注管道导⼊到密闭模腔内，并充分浸渍增强材料。
(e) 固化阶段。
继续维持较⾼的真空度，在室温或加热条件下液体树脂发⽣固化交联反应，得到产品预成型坯。
(f) 后处理阶段。
包括清理真空袋膜、导流介质、剥离层介质、脱模布等真空辅助介质和脱模修整等，最终得到制品。
图1 真空辅助模塑成型(VARIM)⼯艺⽰意图和传统的开模成型⼯艺以及RTM⼯艺相⽐，VARIM⼯艺具有以下优点：(1) 模具成本低。
rtm工艺流程
rtm工艺流程RTM工艺流程RTM（Resin Transfer Molding）是一种常用的复合材料成型工艺，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
本文将介绍RTM工艺的流程及其特点。
一、工艺流程概述RTM工艺是一种封闭模具内注塑的工艺，主要包括以下几个步骤：1. 模具准备：首先，根据产品的形状和尺寸要求，制作模具。
模具可以采用金属或复合材料制成，具有良好的密封性和耐高温性能。
2. 布料预处理：在RTM工艺中，通常使用预浸料（prepreg）作为增强材料。
预浸料是一种纤维增强树脂复合材料，需要在成型前进行预处理。
预处理包括解冻、切割和堆叠等步骤，以确保预浸料的性能和质量。
3. 模具封闭：将预处理好的布料堆叠在模具的一侧，然后将模具封闭。
模具的封闭可以采用机械夹紧或真空吸附等方式，以确保模具内的压力和温度稳定。
4. 树脂注入：在模具封闭后，通过注射设备将树脂注入模具内。
树脂可以是热固性树脂，如环氧树脂或聚酯树脂。
注入过程需要控制注射速度和压力，以确保树脂充分渗透纤维增强材料。
5. 固化成型：树脂注入后，需要进行固化过程。
固化可以通过热固化或光固化等方式进行。
固化时间和温度需要根据树脂的性质和产品要求进行控制。
6. 模具开启：在树脂固化后，打开模具，取出成型件。
成型件具有优良的力学性能和表面质量。
二、RTM工艺的特点RTM工艺相比其他成型工艺具有以下特点：1. 成型件质量高：由于RTM工艺采用封闭模具，可以有效控制树脂的渗透和固化过程，从而获得高质量的成型件。
2. 复杂形状成型：RTM工艺适用于复杂形状的产品制造，可以满足各种工程要求。
3. 纤维含量高：RTM工艺可以实现高纤维含量的复合材料制造，提高产品的强度和刚度。
4. 自动化程度高：RTM工艺可以实现自动化生产，提高生产效率和一致性。
5. 环保节能：RTM工艺中的树脂可以回收再利用，减少了废料的产生，符合环保要求。
总结：RTM工艺是一种先进的复合材料成型工艺，具有高质量、适用于复杂形状、高纤维含量、自动化程度高和环保节能等特点。
大型复合材料风电叶片真空灌注缺陷研究与解决
大型复合材料风电叶片真空灌注缺陷研究与解决摘要：中国即将迎来大规模风电叶片退役，风电叶片的无害化处理已成为风电行业可持续发展的关键问题之一。
风能发电已成为中国第三大电力来源。
截至2020年底，中国风电机组累计装机数量超过15万台，累计装机容量2.9亿kW，累计并网容量2.8亿kW，超额完成了风电“十三五”规划制定的“到2020年底实现风电累计装机2.1亿kW”的发展目标。
2020年，中国风电并网容量占全部电源装机容量的12.8%，中国风力发电上网电量4665亿kWh，占中国全部发电量的6.1%。
近年来，随着风电装机量的增加，风电机运营维护的需求逐渐增大。
风电叶片的检测维护是风电专业服务的重要组成部分，风电叶片检测维护的成本占整个风电机检测维护成本的10%～20%。
风电叶片要承受强大的风载荷、砂石粒子冲击等，其表面容易出现划伤、腐蚀及裂纹等缺陷。
基于此，本篇文章对大型复合材料风电叶片真空灌注缺陷研究与解决进行研究，以供参考。
关键词：大型复合材料；风电叶片；真空灌注缺陷；解决措施引言风机作为将风能直接转化为电能的媒介，受到了世界各国的重视，而风电叶片作为风机组成的关键部件，它直接影响着整个系统的性能、可靠性和制造成本。
目前风电叶片采用的成型工艺主要是真空灌注成型，它有效避免了手糊工艺生产效率低、环境污染严重、劳动强度大、产品质量稳定性差等缺点，适用于大尺寸、形状不规则产品的制作，并能有效保证叶片成型的高效和质量的稳定。
但由于真空灌注成型工艺对环境要求较严苛，且灌注过程一旦出现异常，将会产生不可逆的缺陷，甚至导致产品的报废，因此我们应从复合材料的可设计性出发，对风电叶片真空灌注过程中可能发生的异常进行提前预防消除，并结合灌注效果对材料、工艺、结构进行相应的调整与优化，确保工艺的宽泛性和产品质量的稳定性。
1风电叶片现状风电叶片是我国风能新能源工业中风力发电设备的重要组成部分。
2006年，我国颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，明确了风能等可再生能源是最具商业价值与可持续发展的能源，从而确立了这些可再生能源的法律地位。
真空灌注成型工艺流程
真空灌注成型工艺流程嘿，朋友！你有没有想过那些看起来超级酷炫的复合材料制品是怎么制造出来的呢？今天我就来给你讲讲真空灌注成型这个超有趣的工艺流程。
我有个朋友叫小李，他就在一家做复合材料产品的工厂工作。
有一次我去他那儿参观，才真正见识到真空灌注成型的奇妙之处。
一般来说，这个流程的第一步是模具准备。
这就像是给即将诞生的“宝贝”准备一个舒适的“摇篮”。
模具得非常干净、光滑，不能有任何瑕疵或者灰尘。
小李他们厂里，那些工人师傅们可仔细了，拿着干净的布，一遍又一遍地擦拭模具，就好像在对待世界上最珍贵的东西一样。
我当时就想，这模具这么重要吗？后来才明白，如果模具不干净，就好比你做饭的时候锅没洗干净，做出来的东西肯定有问题啊！模具准备好之后呢，就得开始铺放增强材料了。
这增强材料啊，就像是建筑物里的钢筋一样，是整个产品的骨架。
可以是玻璃纤维布、碳纤维布之类的材料。
工人们就像细心的裁缝一样，把这些材料一层一层地铺在模具里，按照特定的方向和顺序。
有时候，还会在这个过程中加入一些芯材，这芯材就像是三明治中间的那层美味的馅料，让产品不仅有强度，还有一定的厚度和特殊的性能。
我好奇地问小李：“这材料铺得不齐或者方向不对会怎样呢？”小李笑着说：“哎呀，那就好比你盖房子的时候大梁放歪了，房子能结实吗？”接下来就是重中之重的灌注树脂环节啦。
在灌注之前，要先把整个模具周围密封好，这密封得严严实实的，就像把宝藏锁在一个密不透风的宝箱里一样。
然后呢，通过特殊的设备把树脂抽进这个密封的空间里。
这树脂就像有生命一样，缓缓地流淌到每一个角落，填满增强材料之间的空隙。
这个时候，你可以想象一下，就像是给干枯的河床注入了水流，树脂在增强材料里穿梭、渗透，把所有的部分都连接起来。
我在旁边看着，心里直犯嘀咕：“这树脂要是灌不满可咋办呢？”小李告诉我：“要是灌不满啊，那做出的产品就会有缺陷，就像一个没吃饱饭的人，没力气干活一样。
”在树脂灌注的过程中，真空可是起着至关重要的作用呢。
真空导入工艺的介绍
真空导入工艺的介绍在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛应用。
针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。
由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，都现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM)，真空辅助RTM (VARTM)，真空袋压，SCRIMP,SRIM(Structural Reaction Molding),RTI(resin film infusion).但都有一些差别，很多文章中都介绍过，这里就不赘述了。
1.真空导入工艺（Vacuum infusion process,VIP)真空导入工艺（Vacuum infusion process)，简称VIP，在模具上铺“干”增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等，有别于真空袋工艺），然后铺真空袋，并抽出体系中的真空，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力吧不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。
VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射模具）建立一个闭合系统。
真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺在1950年出现了专利记录。
然而，直到近几年才得到了发展。
由于这种工艺是从国外引入，所以在命名上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。
2．理论真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）t =ℓ 2h/(2 kDP )t 是导入时间，由四个参数来决定。
h-树脂粘度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需导入时间就短，因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。
这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。
ℓ-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。
DP-压力差, 体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。
真空灌注工艺
但这些问题还是可以改进的，也并不是所预期产生的。最好的保护措 施就是在建立铺层时一定要认真。
对于此工艺的复杂性和问题的处理，真空灌注将有一套试验及问 题纠正的工艺。最重要的一步是，当第一次要灌注时，要留意只能是 很少一部分或稍多一部分的树脂导入，直到是完全正确了为止。在每 次的试验中要多注意在试验中得到的数据，并仔细做好相关的文件记 录，保持记录每次树脂的流动速度，决定树脂在哪里流动出现问题， 然后针对问题去找解决方案。甚至于最小部分的变动也可能产生不同 的结果。用小批量且便宜的材料，并且大小一样的样块进行练习，主 要是想通过错误学习到问题的关键。当我们投入大批量的生产项目 时，有多种不一样的真空要求及树脂要求要特别注意。在生产时，至 少要有 6 个月的试验及准备期，方可设立生产。
中间导流层有好几种类型： ENKA 尼龙导流网属于导流时间最快的，它的导向的结构比较随 意，是用尼龙丝缠的，此导流网可以让树脂流动尽可能地快。 强芯毡具有最强的兼容性，此材料应用于大批量的中间导流，它 可以同时在六个方向让树脂渗入铺层，并且同时可以增加厚度。使用 SORIC 一体的铺层，从经验上讲，能够比其他的玻璃纤维节约 35%的 树脂。作为核心部分，强芯毡不需具备结构上的要求。 DIVINYMAT 也是具备中间导流结构的材料，此材料与乙烯基的发 泡板类似，而且可以通过开槽，钻孔等方式帮助树脂渗透到铺层，并 且可以增加强度和硬度。此外，此材料背面有棉麻织物，具有很好的 兼容性，（另外，比起对树脂的导流速度来讲的话，发泡板（闭孔） 只会阻塞树脂，所以不被推荐使用） 步骤二 树脂及真空管路 在铺真空袋之前，必须先认真仔细地铺好树脂及真空的管路 建立树脂导入管
由于通过真空灌注成型，树脂用量变得可计算了。当标准的手糊 树脂用量，因不同的操作这而变化，真空灌注的树脂用量却是一致的。 既使当制造一个大产品, 树脂用量也是高度的可重复。这样的结果是 减少树脂的浪费，更重要的是减少浪费钱。
真空导入工艺的介绍
真空导入工艺的介绍在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛应用。
针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。
由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，都现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM），真空辅助RTM(V ARTM)，真空袋压，SCRIMP,SRIM(Structural Reaction Molding),RTI(resin film infusion),但都有一些差别,很多文章中都介绍过,这里就不赘述了。
1、真空导入工艺（Vacuum infusion process,VIP）真空导入工艺（Vacuum infusion process）,简称VIP,在模具上铺“干”增强材料(玻璃纤维,碳纤维,夹心材料等,有别于真空袋工艺),然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具型腔中形成一个负压,利用真空产生的压力吧不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料最后充满整个模具,制品固化后, 揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。
VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射模具）建立一个闭合系统。
真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺在1950年出现了专利记录。
然而，真到近几年才得到了发展。
由于这种工艺是从国外引入，所以在命上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。
2、理论真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）t=｛2h/(2KDP)t是导入时间，由四个参数来决定。
h-树脂粘度,从公式上可以看出所用树脂的粘度低,则所需导入时间就短,因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。
这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。
｛-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。
DP-压力差，体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。
K＝渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润好坏的参数。
真空灌浆技术要求及施工工艺
真空灌浆技术要求及施工工艺一、优点1、在真空状态下，孔道内的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象。
2、灌浆过程中孔道具有良好的密封性，使浆体保压及充满整个孔道得到保证。
3、工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使灌浆的饱满性及强度得到保证。
4、真空灌浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。
二、工作原理在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空使之产生负压（-0.06～-0.1Mpa左右后），在孔道的另一端用灌浆泵进行灌浆，直至充满整条孔道，然后灌浆泵再给孔道施加≤0.7Mpa的正压力。
从而获得更加饱满、密实的灌浆效果。
三、技术要求1、孔道及两端必须密封2、抽真空时真空度（负压）控制在-0.06～-0.1Mpa之间3、水灰比：0.3～0.4之间4、浆体流动度：30～50秒5、浆体泌水性：①小于水泥浆初始体积的2%；②四次连续测试的结果平均值<1%；③拌和后24h水泥浆的泌水应能吸收。
6、浆体初凝时间：6小时7、浆体体积变化率：2%8、桨体强度：7天龄期强度>40Mpa四、按图2连接装好各部件。
（一）材料的秤量计算所需的材料，将膨胀剂称量并分好。
（二）水泥浆的搅拌：1、首先将部分水泥、膨胀剂、水（除掉减水剂所用的水）倒入搅拌机中搅拌均匀，然后继续缓慢将水泥加完，最后将减水剂放入，直至搅拌均匀。
2、搅拌时间应保证水泥浆混合均匀，注意观察水泥浆稠度。
灌浆过程中，水泥浆的搅拌应不间断，若中间接管停顿时，应让水泥浆在搅拌机和灌浆泵之间循环流动，以免浆体产生沉淀、堵管。
（三）灌浆过程操作步骤：1、抽真空将1及4阀关掉，3及5阀打开，即可启动真空泵进行抽真空。
2、灌浆将1阀打开，进行灌浆，观察6有水泥浆通过时，关掉5阀，然后将4阀打开，当排浆连续且与灌浆泵中的浓度一样时，关掉阀4，打开最高点的的排气阀，直到排浆连续且与灌浆泵中的浓度一样时，关掉最高点的排气阀，仍继续灌浆使管道内有0.6Mpa的压力，关掉阀1。
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真空灌注工艺（LRTM、真空导流工艺方法及问题处理）关于玻璃钢的新工艺方法，注射工艺较多，从最初的压力注射，到现在的真空注射，走过了很多的弯路。
由于玻璃钢的特点，它易于成型，进入门槛比较低。
在汽车工业、环卫领域、风能领域，都有极大的市场。
管路简图
图解：1、高压真空吸合模具边缘；2、低压真空从模具内流
向真空筒；3、模具出胶时用大力钳锁紧出口；4、用丙酮涮洗真空管，并封住进口；5、最后卡住所有出胶口。
继续保持高压锁模；6、产品固化后脱模。
一、正面模具的制作：
正面模具是制作模具的基础，只有正面模具，他直接影响模具的结构形式，他的表面质量在翻制反模时并不起作用。
但是他的表面胶衣质量要求很高，因为在一个封闭的空间里，玻璃钢固化放出的热量很多，积聚在模具内部灼伤磨具表面。
除了选用好的胶衣材料外，应当注意的还有以下几点。
1、分型面的确定
一个产品的分型面，当然选取最大部分，但是如果产品如下图，中间分型面是选用那个面呢，应该选用下面，因为同样的能出产品，选用下面分型，可以很好的铺层，在铺层时有了参考边，否则，切割线被胶衣遮盖,铺层时没有依据。
２避免针孔:
A．首先，选用优质的模具胶衣。
合适的的模具胶衣。
胶衣的流平性、消泡性、粘度和触变性固化特性稳定。
好的胶衣除基体树脂优
异外，还有一定的消泡剂和流平助剂。
选用优秀的模具胶衣有很好的助剂类，可以有效降低针孔数量。
B．胶衣的固化体系容易产生针孔的原因之一，首先要防止固化时间过短，而且固化剂的比例添加适当。
为了更符合比例，建议采用预促进型，另外好的固化剂过氧化氢少，在引发聚合反应时分解的水分子少，从而提高了胶衣固化程度，减少针孔现象。
C．胶衣厚度均匀。
尽量使厚度均匀，所以采用喷涂方式，比手刷有利于气泡的排除，也是减少真空和气泡的方法之一。
D．喷涂用的压缩空气清洁度不高也是产生真空的原因之一，要使用干净的空气，避免油滴和水气造成针孔。
E．喷涂的方法。
有利于气泡排除，首遍的首层薄喷，间隔1-2 分钟后再涂盖前面的喷涂方法，易于气泡排除，另外，尽量减少或不用苯乙烯、丙酮稀释。
最佳的方法是提高环境温度和胶衣温度，18-30 度的室温，和35%-50%的湿度是胶衣喷涂的最佳条件。
F．良好的木型表面。
疏松粗糙的表面不利于胶衣施工，也不利于气泡排出。
所以尽量提高表面的致密度和硬度，做到表面光洁。
G．在木型完工后，尽量马上检验，并进行下一步施工，或是用屏蔽物加以遮盖。
如果空气尘粉或随喷涂落在模具表面，造成了一定的质量隐患。
3、了解模具的关联尺寸；
这个问题大家都会注意的，就像机械行业的公差配合，关联尺寸的要求是与别的产品相互影响的，单独的尺寸。
定位件要放在木型或过度模具上，居于胶条的中间即可，大约为于产品切割边缘向外90 毫米左右。
考虑玻璃钢模具的收缩变形，在轮廓尺寸上，玻璃钢的尺寸变形大约在千分之一到一点五之间，而轮廓尺寸会小一些。
考虑玻璃钢的整体变形所以加强钢骨架，以约束这种整体的变形，吊装运输大的冲击不致变形。
4、模具的铺层
正面模具的铺层一般为胶衣加30g/㎡表面毡，然后一层300 g/㎡短切毡，再上一层300g/㎡短切毡，再上短切毡和布复合铺层，最初的铺层要除去气泡，所以好多，而且要用毛滚压出多余的树脂，鬃辊用于赶出气泡，以利于表面韧性。
5、法兰的处理
法兰的处理最好达到比内部厚一些，一般要多加几层毡，考虑到变形的影响，有的要加入部分填料。
最好最后一层要刷一层面漆，作为对模具的保护，然后焊钢架，钢架的原则是大模具周圈钢管靠近内侧，小模具靠近外侧，位置居于胶条之间即可，钢圈的弧面可由外协加工，提前算出大体弧度，用两层短切毡固定在模具的下表面，高度使员工便于操作，法兰距地面700 毫米为宜。
对于弧面模具，最好把钢架焊呈圆弧状，直接包围在模具外面后配做成型，减少焊口和工作量。
6、模具的处理：
模具处理最好是进烘箱，在35-40 范围内烘烤30 分钟，是先涂刷封孔剂1~2 遍，后刷四遍进口脱模剂770 或2134，时间间隔15 分钟，最后一遍要擦拭干净，然后打上几遍蜡，不少于3 遍。
就可以进行生产了。
二、反模的制作：
闭模工艺中反模的制作是一个关键的问题，如果正模式刚性模的话，反模可以说是一种半弹性刚模，选用合适胶衣和树脂是制作的关键，要求固化以后比较透明，厚度不宜过大，因为强度过大会减小可塑性，失去真空吸附的优点，而太薄
又失去刚性，受力部位时间一长容易开裂，所以尽量选用耐高温温度的乙烯基树脂做表面层，而钢架只起到防止周圈变形和运输方便的作用，一般的铺层方式是乙烯基胶衣加上几层短切毡，大约5 毫米左右，树脂选用透明度好的，如模具一号或196 等，绝不能用105#。
大体过程是先在正模上铺好与产品一致的木板，要和外模预留的切割边保持一致，平面用密度板铺层即可，弧面用切好的方木板铺层，注意不要出现大的跨越，全部铺完后，用腻子整体刮成产品的内表面样子，然后在产品的最外边向外大约30 毫米处贴胶条，内圈胶条的宽度待定为20mm，外圈胶条定为20mm，粘接牢固后进行正常的脱模剂处理。
铺层时的排气嘴和注胶嘴要求排列比较合理，平面部分大约为每平方米一到两个，在树脂的流动的最远点和周圈浇道的最高点肯定要有排气嘴和注胶嘴，适当增加的注胶嘴和排气孔是为了提高成型速度，浇道的设计是在在法兰边缘，用半圆形胶条进行一个封闭的环，这样即使有部分纤维因冲刷位移，整体不会阻塞。
三、模具制作常见中的问题图示
转角的处理，很多情况在立面。
定位件的反模圆角应该更大一些，高度低一些，便于合模，即使正模定位件有部分脏污和纤维，并不影响合模，该处的圆角可以稍微大一些，可以按照大于R50，因为胶条容易出
现剥离，不好转弯。
如图：
树脂含量过大而造成的反模胶衣开裂，如图：
高压真空的吸气管件安装位置过低，会造成使用困难，如图：
定位件不合理造成内侧胶条靠近产品的浇道，容易内部产生漏气的事故。
如图：
复杂产品的法兰表面尽量与地面保持水平，利于合模时压紧。
像下图所示该处铺毡不好，而又是导流罩的螺栓链接部位，容易开裂，所以应该将切割边延长，从15 毫米延长至25 毫米，以方便铺层。
（底仓的正模具，前后顶模具都要考虑切割边的预留量）。
四、木型的制作
模具表面的铺板厚度要预留，圆角最好用5mm 以下的密度板铺附（弧形面易于铺附）。
木型完成后长时间不用，应该刷一层防树脂，防止受潮变形。
内部加支撑，外面保持弧面形状。
五、常用简易工装：
真空桶；减压阀组装；配料架；简易小型搅拌器；真空接头；1/2 接管；热风枪；热熔胶棒；烙板；大力钳。