[发明专利]一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料成型工艺技术，特别是涉及一种真空辅助成型工艺技术，特别涉及高立面复合材料制件的成型技术。

背景技术

目前，国内外大型舰船制件采用钢或玻璃纤维复合材料制造，钢质材料存在重量大，影响舰船装载与航速以及声、雷达等目标特征显著等缺点，因此许多制件均在开展复合材料替代研究。当前我国船用玻璃纤维增强树脂基复合材料大型制件主要采用手糊成型工艺制作，但复合材料手糊成型工艺存在对操作者的依赖性大，生产效率低，产品质量稳定性差，劳动强度大，空气污染严重等缺点。采用真空辅助成型工艺成型纤维增强复合材料可弥补手糊成型工艺的缺点，真空辅助成型工艺是一种制造高性能纤维增强树脂基复合材料的先进技术，是在真空密封状态下排除增强材料中的气体，利用真空负压吸注树脂实现对增强材料的浸渍，并在室温下进行固化，具有成本低、成型速度快、产品质量稳定、环境污染小以及能够制造大型复杂结构制件的优点。

在成型船用高立面复合材料制件，增强材料是否被树脂完全浸渍是影响成型质量的关键因素。常用的真空辅助工艺方法是将注胶管放置在增强材料的一侧，抽气管在另一侧，利用真空负压实现树脂对增强材料的浸渍。例如：对于大尺寸复合材料制件，专利申请号为01120577.6的中国专利提出了一种真空渗透成型工艺，在与注胶嘴相对的方向并在复合材料预制件的上部增设排气通道，有效降低了大尺寸制件的孔隙率和干斑缺陷，改善了复合材料的内部及外观质量。对于大厚度复合材料制件，专利申请号为01120575.x的中国专利主要是通过注胶管向制件的底部注胶，注胶管设置在制件宽度方向的两端面的一侧，距离制件边缘约50cm的位置，在另一侧端面旁边位置处，设置一根沿制件长度方向并平行于该侧端面的真空管路，该方法解决了大厚度制件宽度方向上树脂的流动问题，有效改善了复合材料的内部及外观质量。上述专利述及的工艺方法，对于减轻成型制品内部及表面缺陷，改善成型质量具有一定的作用。但对于船用高立面复合材料制件，根据达西定律(关于树脂渗透率的一个计算方法)计算，在树脂浸渍时随着流动距离增加其受力呈梯度减少，这样加上重力的影响将可能导致在成型高立面制件时增强材料浸渍不完全，从而影响制件的质量，严重时会导致成型失败。

经检索，目前国内外均未有高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法的专利以及采用真空辅助工艺制造高立面复合材料制件的文献和相关出版物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法。

本发明是在真空辅助成型工艺基础上加以改进，即增设多个注胶/抽气管，将制品有机分为多个单元，并严格控制每个单元内导流介质上边缘距注胶/抽气管的距离，在成型时采用接力的方式可使船用高立面复合材料制件浸渍完全，以有效提高成型工艺的可靠性。

这种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法，包括：

—原料配制，即根据确定的配方，准备和配制复合材料所需要的树脂和必要的辅料成分，

—成型工艺，包括模具处理、增强材料裁切和铺设、导流介质的铺设和管路布置、密封处理、设置注射口与空气出口、封装检漏、树脂注入、固化与脱模等工序，

其特征是在导流介质的铺设和管路布置工序中，树脂流道方向与制件高度方向一致，在制件高度方向上设置多个平行于宽度方向的注胶/抽气管，通过注胶/抽气管在高度方向上将制件分为若干个成型单元，控制成型单元内导流介质边缘距注胶/抽气管距离(保证在树脂到达注胶/抽气管时，在制件厚度方向上下表面的流动速度达到一致)形成每个单元包含导流、注胶、排气等浸渍系统，在成型时采用接力的方式，从下至上依次浸渍各个单元，从而有效控制树脂对增强材料的浸渍时间，以达到树脂对增强材料的良好浸渍，实现船用制品强度、刚度及耐海水或耐海洋环境性能的要求。

本发明的工艺方法，对于截面厚度小于10mm复合材料，树脂流道沿着导流介质方向采取由下及上方式铺设，各个成型单元内注胶/抽气管间距不大于700mm，注胶/抽气管与导流介质间距在50mm～150mm之间。

本发明的工艺方法，对于截面厚度在10mm～20mm复合材料制件，导流介质方向沿着树脂流道采取由下及上方式铺设，注胶/抽气管间距应不大于500mm，注胶/抽气管与导流介质间距在50mm～80mm之间。