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真空樹脂導入工藝在風電機罩制造中的應用

2009-01-17 來源:東華大學 羅永康 李煒 瀏覽數:8332

        
    織物在浸潤過程中的壓縮行為描述:當樹脂未到達前,織物處在干態下,織物內的支撐力等于大氣壓,Pf-Patm,此時織物達到最大的壓縮變形。在樹脂到達后,開始浸潤,這有兩個過程,首先是樹脂對纖維的潤滑作用,引起纖維的重排,使織物進一步壓縮,我們稱為“浸潤壓縮效應”(wetting compaction),這時在外力作用下,由于纖維重排引起壓縮量的增加。當樹脂壓力繼續升高時,由于外力是不變的,從公式(2)知,纖維承受的壓力相應減少,從而發生回彈效應(spring-back)。織物的壓縮量減少,預制件厚度的變化取決于這兩個效應的
綜合作用。試驗結果也表明,織物的干態和濕態壓縮行為有很大的區別,在最大真空壓縮下,干態和濕態壓縮量分別為53%和58%。試樣厚度和樹脂粘度都會影響浸漬(充模)時間。當預制件織物厚度增加四倍,浸漬時間從134秒增加到239秒。當樹脂粘度從0.27 PaS增加到0.60 PaS時,浸漬時間從239秒增加到510秒,增加了113%。在樹脂浸漬過程中,樹脂的壓力會迅速升高,使試樣厚度增加,并導致材料纖維體積含量減少,其范圍在45.5%至49.7%。
    但要指出的是理論上,影響預制件織物滲透率的因素只和組成織物的纖維材料類型和比例、纖維體積含量、預制件的結構(織物的尺寸和堆積方式)以及空隙率等有關,而和樹脂的化學特性無關。但在實際測試中纖維毛細管壓力、流動速度、注入壓力、不同試驗流體等都對滲透率有不同程度的影響。此外如上所述,預制件的滲透率和孔隙率在真空導入工藝中是發生變化的。纖維排列越有序,織物的松馳行為減輕,氈和粗紗布的松馳行為最明顯,單向紗的松馳行為就不太明顯,在樹脂注入前對預制件反復施加壓縮一松馳周期,可減少產品中的富樹脂區。
3.3 真空導入工藝控制研究
    預制件中樹脂流動檢測裝置,包括硬件(數據采集系統)和軟件(控制和數據分析系統)(圖5)。通過此檢測平臺,可以獲得在注塑過程中,樹脂所達到的預制件的位置。整個注塑過程中,樹脂達到鋪層表面和鋪層厚度各個方向所需的時間。圖6中不同的顏色表示樹脂達到增強材料的不同位置的時間。從圖中很容易看出SCRIMP工藝的特點,即樹脂由于高滲透介質的作用,快速沿增強體的表面擴張,然后再沿著增強體的厚度方向滲透。

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