VARI真空辅助成型技术
VARI真空辅助成型技术
V ARI真空辅助成型技术VARI(VacuumAssistedResinlnfusion，简称真空辅助成型)技术是一种新型的复合材料低成本、高性能成型技术，近年来在航空领域受到广泛的重视。
VARI技术是在真空下，利用树脂的流动、渗透实现对纤维及其织物浸渍，并在真空下固化的成型方法。
美国已进行了VARI技术F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等机型上试验及验证工作。
VARI技术在其他国防领域(导弹仪器舱段、潜艇壁板等)也进行了大量的应性研究，因此具有巨大的应用前景。
一、引言基体树脂是VARI技术的基础材料。
目前国针对VARI工艺开发了一系列基体树脂，主要有酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等。
其中聚酯树脂、乙烯基树脂由于强度和耐热性差，成本低，主要用于船舶领域。
航空航天领域主要采用低粘度环氧树脂、双来酰亚胺树脂。
国内目前针对VARI工艺开发的树脂只有BA9911，属于乙烯基—双马来酰亚胺树脂改性体系，具有较好的耐热性和阻燃性。
但不能满足航空航天构件的要求。
适合VARI工艺的高性能基体树脂在国内还是空白。
因此，开发高性能VARI 工艺基体树脂是开展该复合材料低成本技术在航空航天领域应用研究、缩短与国外差距的基本前提。
二、实验部分1、BA9912树脂的配制经过大量试验和分析比较，选用了低黏度高性能的TDE-85环氧树脂，研制了低黏度高活性的BA-1固化剂和高效的BA-2固化促进剂，实现了BA9912树脂的中温固化，满足了VARI低成本成型工艺的低黏度要求。
按适当配比称取TDE-85环氧树脂、BA-1固化剂和BA-2促进剂，先将TDE-85环氧树脂与BA-2促进剂混合搅拌10min，再加入BA-1固化剂继续搅拌20min，抽真空除去搅拌过程中产生的气泡，即可制得棕黄色透明的BA9912中温固化环氧树脂体系。
2、BA9912树脂浇注科的制备在浇注料模具上均匀涂上适量的硅脂脱模剂，在120℃烘箱中处理0.5h，将脱气后的BA9912棚旨浇注入模具之中。
VARI技术及其发展(华昌)
真空树脂扩散工艺的应用
真空树脂扩散工艺可一次成型面积达 200m2 、厚度为 3-150mm 、纤维含量达 6070%、孔隙率可达到1%－1.5%的制品。所 以该工艺是一种高质量低成本制造技术。适宜 制造船艇（达73m）、风机叶片、桥梁、汽车 部件及海洋基础工程等大中型制品。 在美国的低成本复合材料计划 (CAI 计划 ) 中，VARI 技术作为 CAI 复合材料低成本技术 体系中的一项重要技术。
压缩强度（MPa） 压缩模量（GPa）
弯曲强度（MPa）
弯曲模量（GPa） 层间剪切强度（MPa） 纵横剪切强度（MPa） 纵横剪切模量（GPa）
230.3
13.4 20 48.88 1.62
321
17 30.7
325.7
16.1 35 52.17 1.84
385
18.5 37.8
真空树脂扩散技术和手糊技术的比较
407
435
455
478
498
514
529
540
552
国产的织物铺层比西班牙织物的树脂导流性能稍差，
6) 不同厂家缝合和非缝合织物对 树脂流动性能的影响
800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 —CDFM Inpre CD-CFM-CSM 分开 —CDFM 国产
同样的织物铺层在缝合后，对流动速度有不同影响。 但同为缝合织物，进口织物的浸润速度要快得多，
(3) 织物中的毛细管作用的影响研究
1）毛细管作用对树脂浸润性能的影响 研究了三种织物的毛细管现象对浸润速度的影 响。在相同溶液粘度下，三种织物浸润速度和高度 不同。闭模毡为夹芯结构，可以使树脂很快的流动， 并具有很高的浸润量，因此这类材料有很高的树脂 含量。双轴向织物在初始阶段的树脂流动速度低于 长丝毡，但其最终浸润高度却近于长丝毡。另外， 不同织物在不同的溶液中，上升速度和最终高度也 不尽相同。树脂粘度越大，浸润速度和浸润量减小。
真空辅助成型工艺 [兼容模式]
![真空辅助成型工艺 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb3364fd4693daef5ef73da2.png)
结束语
复合材料VARI成型技术已成为十分具有活力的复合材料低成本技术，但我国对这项 技术的研究起步较晚，技术不是很成熟，以下几个方面有待于我们进一步研究：
1 低粘度、高性能、工艺时间期长的VARI树脂基体的开发； 2 VARI工艺过程影响参数的系统化研究； 3 制品缺陷形成机理和影响因素的研究； 4 数值模拟的细观化和精确化研究； 5 模拟和实践操作相结合，提高VARI工艺的技术水平。
3 VARI成型的主要问题及技术要求
3.2 VARI成型的技术要求
1 采用粘度低、力学性能好的树脂; 2 树脂粘度应在0. 1~0. 3Pa·s范围内，便于流动和渗透; 3足够长时间内树脂粘度不超出0. 3Pa·s; 4 树脂对纤维浸润角小于8°; 5 足够的真空度，真空度不低于-97KPa; 6 选择合适的导流介质，利于树脂流动和渗透; 7 保证良好的密封，防止空气进入体系而产生气泡; 8 合理的流道设计，避免缺陷的产生。
5
VARI成型的流道设计与模拟
（干斑是VARI成型主要问题之一，而合理的流道设计可有效减少干斑的产生）
5 VARI成型的流道设计与模拟
5.1 VARI成型的流道设计
流道设计最VARI工艺的主要部分之一，包括树脂流道和真空管路设计。
合理的流道设计
避免树脂发生干涉以及制件干斑的形成 缩短树脂渗透时间
VARI成型工艺图
1 VARI成型工艺简介
1.1 VARI成型工艺原理
真空袋 导流网 脱模布 压敏胶带 树脂流动通道 密封胶带 脱模剂 增强体 纤维织物 真空接头
VARI成型封装示意图
1 VARI成型工艺简介
1.2 VARI成型工艺流程
准备模具
模具清理， 脱模剂的涂抹
真空辅助成型工艺的流程
真空辅助成型工艺的流程下载温馨提示: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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VARI工艺过程中真空渗漏与成型质量的关系研究
真空渗漏的位置 和程度与成型质量之间的关系。
关键词 ：Ｖ Ａ Ｒ Ｉ ； 真 空渗漏； 成型质 量； 孔隙率； 厚度
１ 前
言
复合材料的低成本制造技术已经成为新一代复合 材料 的发展方向。真空辅助树脂 渗透 （ Ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ Ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ，简称 Ｖ Ａ Ｒ Ｉ ） 作为一种典型的低成本成型工艺 已广泛应用
和树脂导流层阻挡并通过 出胶管道抽离系统 ， 但在关闭进出胶通道后 ， 外部气体仍然会通过 渗漏点进入预制体 内部而无法从排除，从而导致零件产生缺陷。从图 ５ 和图 ６ 可以看 出，只
要 区域 ２ 存在渗漏现象 ，均会对零件的成型质量造成影响 ，而与渗漏的程度无关。
３ ． ３ 区域 ３ 渗漏对成型质量的影响
３ ２ ●
０
‘
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ ０ １ ｌ １ ２ １ ３ ｌ ● ｌ ５ ｌ ６
图 ３ 实验 １ 孔 隙率检测结果
、 ．
Ａ一 ／
２
，
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６ 警
图 ４ 实验 １ 厚度测量结果
三 兰
通过实验结果可知，区域 １ 轻微渗漏对零件的最终成型质量影响不大。其原因是从渗漏 点混人低粘度树脂的少量气泡较易在真空状态下逃逸，同时致密 的纤维层和树脂导流层对气 泡有过滤的作用 ，因此对成型质量基本无影响。当区域 １ 出现严重渗漏时 ，对零件的最终成 型质量有较大的影响 ，其原因是大量的气体从渗漏点混人树脂中，使树脂的流动不连续 ，妨
玻璃钢
２ ０ １ ４ 年 第 １ 期
Ｖ Ａ Ｒ Ｉ 工艺过程 中真 空渗漏 与成型质量 的关 系研 究
《典型件的VARI工艺及力学性能研究》论文摘要编写
《典型件的VARI工艺及力学性能研究》论文摘要编写关键词：：真空辅助成型，预成型体，工艺参数，泡沫夹心结构，整体成型复合材料制造正朝着大型化、整体化、低成本化的方向发展，在众多的复合材料工艺中，真空辅助树脂渗透（Vacuum Assisted Resin Infusion-VARI）工艺因其具有成本低、产品质量高，适合制造大型、复杂整体结构等诸多特点，近年来在国防工业、民用领域等受到了日益广泛的重视和研究。
本文介绍了VARI 工艺的原理、特点及其影响因素，并综述了目前国内外的研究进展以及在各个领域的应用。
在VARI 成型制件的过程中，纤维预成型体的渗透特性影响树脂在纤维中的流动，而预成型体的压缩特性直接影响纤维预成型体的纤维体积含量以及产品厚度，因而影响最终产品的性能。
本文针对典型件上各种铺层结构，研究了定型剂、铺层结构、定型工艺参数等对预成型体的渗透特性及压缩特性的影响规律，并确定预成型体的定型工艺参数。
本文还研究了VARI 工艺常用两种树脂体系的固化特性以及流变特性，确立了树脂体系的固化工艺参数以及建立了树脂体系的流变模型，预测了树脂体系的工艺窗口，并进行了相应的实验验证，为典型件的成型制造过程中工艺参数的选择提供了依据。
本文针对典型件这种复杂的泡沫夹心壁板结构，通过调整工艺方案以及优化工艺参数来提高泡沫与面板之间的粘结强度，解决产品表面出现贫胶，泡沫与面板之间粘接强度低等问题。
最终通过相应的模具设计、树脂流道设计以及工艺设计完成了典型件的制造，实现了典型件复杂梁、肋、泡沫夹心结构的整体成型。
针对典型件这种结构，本文从最初的纤维预成型体至最终产品的模具设计、工艺设计等都开展了相应的理论研究，并实现了典型件复杂结构的整体成型，为VARI 成型复杂结构部件提供了指导以及奠定了一定基础。
— 1/1 —— 1/1 —。
真空辅助成型
导流系统
• 导流系统有导流网，注胶管，导流管组成。
布导流网
• 渗胶系统：胶液通过 导流网通道流向整个 真空系统。
布导流管
• 导流管是连通注胶管 和导流网的胶液通道。
布真空系统
• 真空系统主要由真空 袋和抽气口组成， • 空气通过抽气口抽出。
注胶
• 胶液通过注胶管进入 导流管和导流网，最 后渗入双向布中，注 胶时间和布管工艺有 关。一个良好的布管 工艺能有效提高胶液 的渗透速度，和产品 的质量。
产品成型工艺流程图
真空辅助成型工艺流程
模具清理 铺脱模布 涂脱模剂 刷胶衣 胶衣配制
铺双向布
铺表面毡
纤维增强体裁剪
布导流系统
布真空系统
抽真空
注胶
检验
切割
脱模Biblioteka 固化铺双向布• 双向布按尺寸剪裁， 铺在模具表面。不能 小于产品切割线。布 间接缝不宜过大，搭 接宽度不宜过小。
铺脱模布
• 脱模布又称隔离布， 隔离导流网与产品， 又具有很好的渗透性，
真空辅助成型工艺
• 工艺简介：真空辅助成型技术是应用真空 , 借助于铺在结构层表面的高渗透率的介质 引导 ,将树脂注入到结构铺层中的一种工艺 技术 ,多用于成型形状复杂的大型厚壁制品 , 工艺特性：建立一定负压的真空系统是工 艺成功的关键，压力在固化前保持稳定不 变是工艺成功的保障。 • 工艺优点：良好的工作环境，优异的产品 性能。
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。
一种VARI工艺成型用树脂及其复合材料的研究
一种VARI工艺成型用树脂及其复合材料的研究梁凤飞;金迪;何勇【摘要】以一种VARI(Vacuum Assisted Resin Infusion)成型工艺用环氧树脂RTM6-2为基体,研究了其固化特性,并使用VARI工艺制备了碳纤维增强复合材料层合板,对其性能进行了研究.结果表明:RTM6-2的工艺操作温度为100±10℃,工艺温度下的适用期可达7～9h,树脂浇铸体的经过180℃固化后的玻璃化转变温度为203℃～207℃;层合板的纤维体积含量在56％～57％之间,孔隙率小于1％,玻璃化转变温度为160℃～167℃.同时,通过试验得到了层合板的力学性能.【期刊名称】《西安航空技术高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】5页(P34-38)【关键词】VARI;工艺;树脂;复合材料【作者】梁凤飞;金迪;何勇【作者单位】中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089;中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089;中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089【正文语种】中文【中图分类】O633.130 引言复合材料的比强度、比刚度大，结构可设计性强，能有效地减轻结构重量、提高结构效率，同时具有良好的耐腐蚀性能和抗疲劳性能，可降低飞机结构的维护成本[1]，在飞机上的应用越来越广[2]。
在复合材料总成本中，制造成本约占60%～70%[3]。
目前飞机结构使用的复合材料构件大多采用热压罐成型工艺，该工艺居高不下的制造成本制约了复合材料在船舶、汽车、建筑等领域的应用。
因此，复合材料的低成本应用，已经成为新一代复合材料的发展方向[4]。
近年来，真空辅助树脂渗透成型(VARI)作为一种典型的高性能、低成本的液体成型工艺，已广泛应用于飞机复合材料零件制造，被认为是最有发展潜力的复合材料低成本制造工艺之一[5]。
VARI工艺是将按照结构和性能要求制备好的纤维预成型体放置在模具上，在真空作用下使液态树脂在预成型体内流动，浸润纤维，并在相应的工艺温度条件下固化成一定纤维/树脂比例复合材料的成型工艺方法[6]，工艺过程如图1所示。
VARI成型工艺
真空辅助成型工艺(VARI-Vacuum Assisted Resin Infusion)是一种新型的低成本的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浸渍,并在一定温度下进行固化,形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。
《真空辅助成型技术及其配套基体树脂研究进展》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、适合制造大型结构等。
对于大尺寸、大厚度的复合材料制件，VARI技术是一种十分有效的成型方法;而采用以往的复合材料成型工艺，较大的模具选材困难，而且成本昂贵、制造十分困难，尤其是大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。
因此，VARI成型技术具有巨大的应用前景。
使用开发的VARI成型技术，以G0827碳布为增强材料制造VARI复合材料平板为例。
主要过程如下:1)模板制造:根据结构件的尺寸与形状来设计和制造模板，模板材料通常为硬铝铝板，也可使用其他硬质材料。
2)裁布:将G0827碳布按样板裁剪成所需的大小和形状。
允许单层在宽度方向上拼接但不允许在纤维方向上对接。
如果需要的话，还可进行缝合或编织。
3)铺叠与封装:在平台上铺放铺层样板，铺叠在样板上进行。
铺叠过程中，不允许纤维皱折、屈曲与架桥。
叠层块的封装在平台上进行。
在进行封装之前，需要在模板上贴一层脱膜布，以便于成型后制件和模具顺利分开。
根据制件的大小和形状来确定进胶通路和真空通路的布置。
4)抽真空:封装完成后进行抽真空处理。
真空度不低于-0.097 MPa，在常温下进行。
抽真空可预压实叠层块，有助于控制复合材料板件最终厚度，还可抽出多余气体，减少复合材料的缺陷，保证层压板质量。
同时根据制件的大小准备适量的VARI树脂。
5)树脂吸注:确定封装系统无漏气，真空度达到-0.097MPa以上，以便顺利吸注树脂。
注胶过程中应能肉眼观察到胶液流动情况，注胶结束时碳布需完全浸透胶液。
完毕后用密封夹具密封吸胶管。
真空辅助RTM成型技术应用及适用树脂体系
应用领域真空辅助RT M成型技术应用及适用树脂体系刁 岩,陈一民,洪晓斌,李 华(国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙 410073) 摘要:简要介绍了真空辅助RT M技术(VART M)对其所需树脂体系的基本要求,该技术在国内外的应用情况,并对适用于该技术的树脂体系进行综述。
关键词:真空辅助RT M成型;环氧树脂;乙烯基酯;酚醛树脂在树脂传递模塑(RT M)工艺发展过程中,真空辅助RT M工艺(VART M)的开发成功可谓具有里程碑意义,它是“因改进产品质量的要求而得到普遍应用的技术”。
这一技术的应用不仅增加了树脂传递动力,排除了模具及树脂中的气泡和水分,更重要的是为树脂在模腔中的流动打开了通道,形成了完整的通路[1]。
真空辅助成型技术(VART M)是一种新型的低成本的复合材料(FRP)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,通过树脂的流动、渗透,实现对纤维及其织物的浸渍,并在室温下进行固化,形成一定树脂Π纤维比例的工艺方法[2]。
对于大尺寸、大厚度的复合材料制件,VART M是一种十分有效的成型方法,采用以往的复合材料成型工艺,大型模具的选材困难,而且成本昂贵,制造十分困难,尤其是对于大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。
VART M工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙含量小、成型过程中产生的挥发气体少、产品的性能好等优点,并且工艺具有很大的灵活性。
在过去的十年里VART M工艺在商业,军事,基础行业以及船舶制造业等方面都有广泛的应用。
VART M成型技术对基体树脂的要求[3]:(1)低粘度,仅借助真空即可在增强剂堆积的高密度预成型体中流动、浸润、渗透;(2)适用期长,有利于浸透、排气,树脂工作寿命满足结构要求;(3)可在室温下固化;(4)固化时无需额外压力,只需真空负压;(5)具有良好的韧性与高于一般树脂的弹性模量,以及抗腐蚀性(耐酸、碱和海水)和可加工性;(6)具有较高的玻璃化转变温度,以满足耐热要求,经后处理后可以在较高的温度下使用;(7)具有优良的阻燃性能。
真空辅助成形泡沫夹层复合材料粘接界面性能研究
真空辅助成形泡沫夹层复合材料粘接界面性能研究摘要：夹层泡沫与复合材料整体vari成型过程中，在界面上易产生弱粘接以及粘接不稳定现象。
该文采用三种不同方法改善夹层泡沫与复合材料界面粘接性能，在夹层泡沫表面涂覆本体树脂，采用本体树脂制备胶膜铺放在夹层泡沫盒复合材料之间，在夹层泡沫与复合材料之间增加一层空隙率更大的织物。
结果表明，三种方法均能改善夹层结构的界面，铺放胶膜对界面改善效果最佳，涂敷树脂效果相对最差。
关键词：复合材料泡沫夹层真空辅助成形界面中图分类号：v258 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）03（c）-00-02复合材料真空辅助成型工艺（vari）是一种新型的低成本的复合材料大型制件技术，它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，通过树脂的流动渗透，实现对纤维及泡沫的浸渍固化。
对于大尺寸、大厚度的复合材料飞机结构件，vari是一种十分有效的成型方法[1-4]。
然而，对于泡沫夹芯结构，其具有和其他夹层结构相同的、不可避免的弱点，即表面夹芯区域的成型质量问题和面板与芯材之间的界面粘接性能。
两者容易对泡沫夹芯结构的性能造成很大影响，导致夹芯结构的抗剪切、抗剥离、抗平压、抗疲劳等性能较低。
该文对夹芯材料的树脂流动性、增强材料的浸润情况及出现的各种内部和外部缺陷进行工艺探讨，并提出三种界面改善方法并进行了比较，对vari成形泡沫夹层结构的制造具有一定的指导意义。
1 实验材料及方法1.1 原材料实验采用的增强材料为sigmatex公司的碳纤维无皱褶布（ncf），265 gsm/±45 °/t300 12k - aero/1270 mm，泡沫芯材为evonik 公司的pmi泡沫，rohacell 71wf-ht，树脂为cytec公司的cycom890-rtm。
1.2 实验方法实验采用vari成形工艺制备了外观质量符合要求的夹层结构平板，如图1所示。
该文采用反射法超声扫描检测与光学显微镜观察表征泡沫与复合材料的粘接界面性能（图1）。
真空辅助成型_VARI_用低黏度环氧树脂研究进展_洪晓斌
外产品性能相当的低黏度双酚 F 环氧树脂产品, 结 束了无国产低黏度双酚 F 型环氧树脂产品的历史。 产品的主要技术指标如下
[ 7]
:
环氧值 : 0. 50~ 0. 55 eq/ 100g
第8期
洪晓斌等 : 真空辅助成型 ( V A RI) 用低黏度环氧树脂研究进展
13
粘 度: ( 25
) < 4000 mPa
的树脂体系主要有乙烯基酯, 酚醛树脂, 环氧树脂, 聚碳酸酯和双马来酰亚胺等 , 成型温度因树脂及固 化体系的差别而异。 国外 部 分 VARI 工 艺 采 用 高 温 成 型。 高 温 VARI 技术中树脂基体采用聚碳酸酯和双马来酰亚 胺 ( 在高 温 下短 时使 用 ) 等 , 使 用温 度 可达 150 ~ 200 。已成功应用于宇航构件和可重复使用的发 射工具 ( Reusable L aunch Vehicles - RL V) 的树脂如 苯乙 烯 封 端 酰 亚胺 P ET I [ 1] , 使 用 温 度可 以 高 于 300 , 黏度在 280 为 0 1~ 1P a s( 可保持 2h) 。 高温 VARI 技术难点在于对真空泵、 真空袋和密封 材料的要求比较苛刻 , 所以其成型工艺正在开发中。 在低温 VARI 成型工艺中使用的树脂主要有乙 烯基酯、 酚醛树脂、 环氧树脂、 不饱和聚酯 树脂等。 不饱和聚酯树脂 收缩率高, 达 7% ~ 8% , 故一般使 用不多。各树脂体系的特点及使用情况见表 1。
2
国内研发进展
国内 VARI 技术起步较晚 , 受基体树脂品种和
价格等多方面的限制 , 远不能满足基础设施和军事 装备发展的需求, 有待于进一步研发。表 4 为见于 报道的国产低黏度环氧树脂。 从资料报道和调研情况来看, 应用较多的环氧树 脂还有 T DE - 85 型环氧树脂
真空辅助成型工艺(VARI)研究
铺放纤维增强体 ； 模具只为保证结构型面满足要求 ， 简化 了模具 制造 工序 ， 节省 了 费用 ； 上模 为柔 性 的 其
真空袋 薄膜 ； 个 工 艺 操 作 在 室 温 下 进 行 ， 需 加 整 无 热 ； 只需一 个 真空 压 力， 也 无需 额 外 的压 力。对 于 大 尺寸 、 大厚 度 的复 合 材料 制 件 ， Ａ Ｉ 一 种 十分 有 Ｖ Ｒ是 敛 的成 型方 法 ； 采用 以往 的复合材 料成 型 工艺 ， 大 较 的模 具选 材 困难 ． 且成 本 昂 贵 ． 造 十分 困难 ． 而 制 尤 其是 对于 大厚度 的船 舶 、 车 、 汽 飞机 等结构 件 据 报 道 ． ａ ｃｒ公 司 曾 用 真 空 辅 助 工 艺成 型 出 了一 面 Ｈ ｒ ｏｅ ｄ 积为 １ ｍ 、 ８ ２厚度 为 １０ ｍ的 以玻 璃 纤维 为增 强 体 、 ６ ５ｒ ａ 纤维重 量 含 量达 ７ ％一 ８ ％ 的 船 舶 结 构 件 ５ ５ ．吖 见 真空辅 助 成 型 工 艺 制 造 的 复 合 材 料 制 件 具 有 成 本 低 、 隙含量 小 、 品 的性 能好 的 优点 ． 且工 艺 具 空 产 并 有很 大的灵 活性 。
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 浸渍 ， 在 室 温 下 进 行 固化 ， 成 一 定树 脂／ 并 形 纤维 比例 的 工艺 方 法 。 我 所 借 助 和 国外 合 作 的 机 会 ， 经过 改进 后 使 这 种 新 型 的 真空 辅 助 成 型 工艺 再 更趋 于完 善 。
219413902_VARI工艺制备碳纤维
第52卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 6 2023年6月 Liaoning Chemical Industry June，2023基金项目： 沈阳市科技局双百项目（项目编号：Y18-1-018）。
收稿日期： 2022-06-14 作者简介： 王琛琛（1998-），女，辽宁省大连市人，在读硕士研究生，研究方向：复合材料和军用关键材料。
通信作者： 张罡（1963-），男，教授，博士，研究方向：碳纤维增强树脂基复合材料。
VARI 工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能及断口形貌分析王琛琛，王振彪，常军，张罡*（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159）摘 要： 研究了用真空辅助树脂灌注（VARI）成型工艺制备碳纤维复合材料的耐腐蚀性能，并对采用VARI 工艺制备的碳纤维复合材料制件进行了断口形貌分析。
结果表明：碳纤维树脂基复合材料的拉伸强度是395.93 MPa，弯曲强度是568.44 MPa，模拟海水中浸泡70天后拉伸性能和弯曲性能的保持率仍能保持在80%以上；腐蚀前环氧树脂与碳纤维编织布总体浸润充分，拉拔孔洞少，腐蚀后树脂对纤维包裹性变差，孔洞变多，但仍保持材料的大部分优良性能。
关 键 词：碳纤维/环氧树脂复合材料；真空辅助树脂灌注成型工艺；耐腐蚀性能；断口形貌 中图分类号：TB332 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）06-0808-04近年来，各国对海洋风电领域的发展越来越重视，我国在《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出：大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电[1]。
风电叶片是风能发电时需要应用的重要设备，既然要利用风力资源发电，风电叶片的开发和研制就是当下势在必行的主要任务。
现代风电叶片主要以纤维和树脂为原材料，采用真空辅助树脂灌注成型技术（VARI），通过分别成型两片半壳体和剪切腹板，经二次粘接组装后得到完整的纤维增强复合材料风电叶片[2]。
真空辅助成型工艺
真空辅助成型工艺
真空辅助成型工艺是一种先进的制造技术，广泛应用于多个领域，包括汽车制造、航空航天、电子设备等。
这种工艺通过在材料加工过程中利用真空环境，实现对材料的成型、压制和烧结等操作，从而提高产品质量和生产效率。
在真空辅助成型工艺中，材料在真空状态下被加热，使其在高温下变得柔软可塑。
然后，利用压力将材料压制成特定的形状，这种压力可以通过真空泵或其他真空设备产生。
由于真空环境中没有空气阻力，材料可以均匀地流动和填充模具，从而获得更加精确和复杂的成型件。
此外，真空辅助成型还可以减少材料的氧化和变质，确保成品的质量和可靠性。
在汽车制造中，真空辅助成型工艺可以用于制造复杂形状的车身部件，如车门、引擎罩和车顶。
与传统的冲压工艺相比，真空辅助成型可以减少材料的浪费，提高产品的质量和强度。
此外，真空辅助成型还可以制造轻量化的构件，提高汽车燃油效率和降低尾气排放。
在航空航天领域，真空辅助成型工艺可以制造高性能的航空零部件，如涡轮叶片和航天器外壳。
这些部件通常需要复杂的几何形状和高精度，真空辅助成型可以满足这些要求，并且提供均匀的材料密度和强度分布，确保部件的可靠性和耐久性。
在电子设备制造中，真空辅助成型工艺常用于制造半导体器件、显示屏和电池等。
利用真空辅助成型，可以获得更高的材料纯度和电子性能，提高设备的可靠性和效率。
此外，真空辅助成型还可以制造更薄、更轻的电子设备，满足现代科技产品对小型化和轻量化的要求。
总之，真空辅助成型工艺是一种高效、精确和可靠的制造技术，被广泛应用于各个领域。
随着科技的不断进步，真空辅助成型工艺将继续发展，并为制造业带来更多的创新和进步。
真空辅助成型技术(二)
真空辅助成型技术(二)
赵渠森;赵攀峰
【期刊名称】《高科技纤维与应用》
【年(卷),期】2002(027)004
【摘要】真空辅助成型技术(VARI-Vacuum Assisted Resin Infusion)在低成本复合材料(FRP)成型工艺中起着很重要的作用.本文将介绍它的特点、制造、性能以及在国内外应用情况.
【总页数】7页(P21-26,39)
【作者】赵渠森;赵攀峰
【作者单位】北京航空制造工程研究所,北京,100024;北京航空制造工程研究所,北京,100024
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.低成本真空辅助成型技术在民用飞机复合材料结构上的应用 [J], 徐东明;刘兴宇;杨慧
2.玻璃钢船艇真空辅助成型技术 [J], 史正波;童江华;徐涛
3.真空辅助成型技术日趋成熟 [J],
4.真空辅助成型技术及其配套基体树脂研究进展 [J], 李小兵;孙占红;曹正华
5.真空辅助RTM成型技术应用及适用树脂体系 [J], 刁岩;陈一民;洪晓斌;李华
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V ARI真空辅助成型技术
VARI(VacuumAssistedResinlnfusion，简称真空辅助成型)技术是一种新型的复合材料低成本、高性能成型技术，近年来在航空领域受到广泛的重视。
VARI技术是在真空下，利用树脂的流动、渗透实现对纤维及其织物浸渍，并在真空下固化的成型方法。
美国已进行了VARI技术F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等机型上试验及验证工作。
VARI技术在其他国防领域(导弹仪器舱段、潜艇壁板等)也进行了大量的应性研究，因此具有巨大的应用前景。
一、引言
基体树脂是VARI技术的基础材料。
目前国针对VARI工艺开发了一系列基体树脂，主要有酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等。
其中聚酯树脂、乙烯基树脂由于强度和耐热性差，成本低，主要用于船舶领域。
航空航天领域主要采用低粘度环氧树脂、双来酰亚胺树脂。
国内目前针对VARI工艺开发的树脂只有BA9911，属于乙烯基—双马来酰亚胺树脂改性体系，具有较好的耐热性和阻燃性。
但不能满足航空航天构件的要求。
适合VARI工艺的高性能基体树脂在国内还是空白。
因此，开发高性能VARI 工艺基体树脂是开展该复合材料低成本技术在航空航天领域应用研究、缩短与国外差距的基本前提。
二、实验部分
1、BA9912树脂的配制
经过大量试验和分析比较，选用了低黏度高性能的TDE-85环氧树脂，研制了低黏度高活性的BA-1固化剂和高效的BA-2固化促进剂，实现了BA9912树脂的中温固化，满足了VARI低成本成型工艺的低黏度要求。
按适当配比称取TDE-85环氧树脂、BA-1固化剂和BA-2促进剂，先将TDE-85环氧树脂与BA-2促进剂混合搅拌10min，再加入BA-1固化剂继续搅拌20min，抽真空除去搅拌过程中产生的气泡，即可制得棕黄色透明的BA9912中温固化环氧树脂体系。
2、BA9912树脂浇注科的制备
在浇注料模具上均匀涂上适量的硅脂脱模剂，在120℃烘箱中处理0.5h，将脱气后的BA9912棚旨浇注入模具之中。
升温到120、保温固化4h，再在150t下后处理2h以消除内应力，停止加热，自然冷却至室温，取出BA9912浇注料制作相应试验件，测试其力学性能和耐热性能。
3、G0827/BA9912复合材料的制备
按照VARI成型技术主要工艺流程(见图1)，使用G0827经编织物和
BA9912树脂通过VARI成型工艺制备了G0827/BA9912复合材料层压板。
其固化条件主要如下：120℃下保温4h。
根据相应国军标的要求制作了相应性能的试样件，分别测试了G0827/BA9912复合材料的力学性能和耐热性
能。
4、测试及分析
通过上海精科公司的NDJ-1型旋转黏度计测试了BA9912树脂的室温黏度，通过BOHLININ-STRUMENTS公司的GeminiTM200型流变仪测试了BA9912树脂的黏度—温度曲线，通过PERKINELMER公司的DMA7型动态力学分析仪对BA9912树脂浇注料和G0827/BA9912复合材料进行了DMA分析，通过PERKINELMER公司的DSC7型差热扫描量热仪进行了BA9912树脂的DSC分析。
按照GB/T3354-1999、GB/T3856-1983、GB3356-1999等一系列国军标测试BA9912树脂浇注料和G0827/BA9912复合材料拉伸强度、压缩强度、弯曲强度或层间剪切强度相关力学性能。