真空辅助树脂传递模塑工艺在复合结构中的应用

什么是真空辅助树脂传递模塑（VARTM）？

真空辅助树脂传递模塑工艺是一种先进的闭模成型技术，它利用真空压力将树脂吸入放置在模具中的纤维预成型体。这种方法确保了树脂的均匀分布，减少了空隙含量，并实现了优异的纤维与树脂结合效果。

工艺概述

1. 纤维预成型体准备：将干纤维、织物或缝合预成型体铺放到模具型腔中。
2. 模具密封：通过真空袋将整个模具系统完全密封。
3. 真空施加：抽出空气，在型腔内形成负压。
4. 树脂注入：液态树脂在真空作用下被吸入预成型体中，确保充分浸润。
5. 固化：注入后的部件在室温或受控加热条件下固化。

VARTM 在复合材料模塑中的优势

• 成本效益：与高压釜固化相比，模具和设备成本更低。
• 可扩展性：适用于小规模原型和大规模复合结构生产。
• 高纤维体积分数：实现优异的强度重量比。
• 质量提升：与开放式模塑方法相比，孔隙和空洞更少。
• 环保优势：更清洁的生产过程，减少排放。

复合结构中的应用

真空辅助树脂传递模塑工艺被广泛应用于各行业，用于制造先进的 复合结构：

• 航空航天：飞机蒙皮、整流罩和结构增强件。
• 汽车：轻量化车身面板、结构框架以及电动车电池外壳。
• 船舶：船体、甲板和高性能水上交通工具部件。
• 风能：需要高强度和耐久性的超大风力涡轮叶片。
• 工业：压力容器、储罐以及耐腐蚀基础设施。

挑战与注意事项

尽管有诸多优势，VARTM 仍存在一些挑战：

• 树脂流动控制：在厚层复合材料中实现完全树脂浸润可能较困难。
• 工艺一致性：在大规模结构中保持均匀质量需要丰富经验。
• 固化时间：部分树脂需要较长的固化周期，影响生产效率。

VARTM 技术的未来趋势

通过 VARTM 的 复合材料模塑，其未来发展方向主要体现在以下几个方面：

• 自动化：集成传感器与人工智能监控，实现实时质量控制。
• 先进树脂：开发低粘度、快速固化和可回收的树脂。
• 混合工艺：将 VARTM 与无高压釜固化结合，提升综合性能。
• 可持续性：推广生物基树脂和可回收纤维增强材料。

结论

真空辅助树脂传递模塑工艺正在改变 复合结构 的设计与制造方式。作为一种多功能的 复合材料模塑 技术，VARTM 在成本效益、性能和规模化方面达到了良好平衡。随着技术的不断进步，它将在航空航天、汽车、船舶和工业等领域继续发挥核心作用。