[发明专利]用于树脂传递和其它工艺的具有一体式流体传递导管和密封的真空袋

说明书

相关申请

本申请要求2007年5月18日申请的美国临时专利申请序列号No.60/930,677、2007年10月11日申请的美国临时专利申请序列号No.60/998,433以及2008年1月10日申请的美国临时专利申请序列号No.61/010,499的优先权；这些申请的公开内容整体地通过参考结合于此。

技术领域

这里描述的主题总体上涉及用于树脂传递模塑和其它工艺中的真空袋。更具体地，这里描述的主题涉及形成于真空袋中的流体传递抽取结构，所述真空袋操作用于真空辅助的树脂传递模塑、预吸胶(debulking)、压坯或类似工艺。

背景技术

复合材料宽泛地定义为两种或更多种不相似材料的组合以产生具有在单独各种成分中没有呈现的增效性质的新材料。实际上，词语“复合材料”通常与增强塑料比如玻璃纤维结构相关联。在玻璃纤维的情况下，在高度可变化范围的产品几何形状下可实现有益的增效性质，包括耐蚀性、低重量、高强度和低成本。

复合材料物品(比如玻璃纤维船体、船桥甲板、风机叶片)的制造需要可凝固树脂系统与“预制坯”结合，“预制坯”包括各种增强体，比如玻璃纤维、纱、流动介质以及芯部。很多工艺可用来用液体树脂浸渍预制坯以制作复合材料。一种这样的工艺是树脂传递模塑，其涉及限制于模塑表面之间的预制坯，树脂在所述模塑表面上引入剩余的开口空间。树脂浸渍方法有利地限制暴露于被环境保护机构(EPA)认定为潜在健康危害的易挥发有机化合物(VOC)以及有害空气污染物(HAP)，对此应当寻求替代的控制技术。而且，树脂浸渍方法允许对零件尺寸和纤维体积分数进行更好的控制。

真空辅助树脂传递模塑(VARTM)是一种具体的树脂传递模塑方法，其通过将位于单侧硬质工具和放置于工具上的预制坯的柔性真空袋之间的空气移除来实现预制坯的压实。加工成本显著降低，因为仅有一个工具表面，并且大气压力代替了液压压力机。VARTM为很多以前认为不可浸渍的零件提供了可负担的闭合模塑方案。

用于真空浸渍和预吸胶的真空袋依赖于移除驻留在形成于模具和袋之间的腔内的空气和其它流体的能力。这通常通过将真空泵连接至位于基部模具中或穿过真空袋的一个或多个真空端口来完成。当袋处于初始未压缩状态时，相对易于通过分散的真空端口来移除流体。然而，在袋被排空时，上方的大气压力倾向于相对于基部模具压平袋并且因而使得逐渐更加难以从模具表面之间移除任何残留流体。这个问题目前的解决方案通常涉及将多孔“呼吸”材料的零件置于整个模塑表面的战略位置中以便提供活动真空通道，甚至在袋压塌在模具表面上时。然而，这个工艺需要手工劳动来设置，并且在废流体与呼吸材料相接触时，该材料经常需要更换。

关于使用真空袋的另一问题是需要快速实现有效的周边密封。常见密封系统包括使用胶带、胶粘剂或可再用紧固件。然而，这些方案的每种都存在问题，包括需要另外的劳动和形成材料浪费。另外，真空袋倾向于在典型的生命周期期间改变形状，并且因而固定密封的位置会及时移动，使得难以维持袋的张紧，啮合密封，或者两者同时存在。

考虑到这些因素，很明显，尽管对使用可再用真空袋的兴趣日渐增长，但是对于可再用真空袋完全融入复合材料工业存在着若干障碍。具体地，需要一种真空袋，其能给基部模具提供可靠密封同时仍然允许尽可能长时间的尽可能多的真空以从干燥预制坯上多个位置处移除空气并且均匀地浸渍预制坯而不会浪费地从预制坯排出大量树脂。

发明内容

这里描述的主题包括用于树脂传递和其它工艺的具有一体式流体传递导管和密封的真空袋。

根据一个方面，这里描述的主题包括一种具有用来与基部模具一起使用的一体式流体传递通道的可再用真空袋，该可再用真空袋包括弹性膜片，弹性膜片具有第一表面，第一表面的至少一部分限定预制坯接触表面。真空袋还能包括弹性膜片的第一表面上的微造型表面，微造型表面限定流体传递通道。另外，至少一个流体抽取端口能提供为与流体传递通道相通，流体抽取端口适合于接合至湿式或干式真空泵以从流体传递通道移除流体。限定流体传递通道的微造型表面能适合来在流体抽取端口接合至真空泵时允许弹性膜片的第一表面和与弹性膜片相通的基部模具表面之间的流体流动。