樹脂導(dǎo)流成型工藝對(duì)主材的要求 

樹脂
　 　 樹脂基體以液體形態(tài)存在，是導(dǎo)流工藝中的流動(dòng)材料，和手糊工藝相反，樹脂的粘度必須足夠低，能夠很輕松的滲透進(jìn)干的鋪層縫隙。為了防止鋪層浸潤不完全，樹脂的凝膠時(shí)間必須比手糊工藝的樹脂長。

典型的真空導(dǎo)流樹脂的粘度不高于300-350厘泊（cps）并且是非觸變型的。一些乙烯基酯樹脂的粘度可能低達(dá)100厘泊（cps）。

膠凝時(shí)間也真空導(dǎo)流的一個(gè)主要問題。在樹脂凝膠的時(shí)候，其粘度急劇上升，流速降低。當(dāng)?shù)谝淮螌?dǎo)流注射一個(gè)制件時(shí)，最好采用中等到長的膠凝時(shí)間（45-60分鐘）。之后，一旦確定了合適的注入位置和注入時(shí)間，可以縮短膠凝時(shí)間。因?yàn)檎麄€(gè)鋪層是同時(shí)固化的，在膠凝之前，實(shí)現(xiàn)低放熱峰和緩和的放熱過程是比較重要的（目的是降低溶劑侵蝕芯材的風(fēng)險(xiǎn)）。通過調(diào)整樹脂本身的配方，或者用異丙基苯過氧化氫（CuHP）引發(fā)劑，實(shí)現(xiàn)較低的放熱曲線。

多數(shù)樹脂廠家都有這樣的樹脂供應(yīng)。他們還能提供配方增加凝膠時(shí)間的同時(shí)，而不改變樹脂的最終性能。
纖維氈
　 　 對(duì)真空導(dǎo)流工藝來說，選擇干性增強(qiáng)材料也是至關(guān)重要的。通常用于復(fù)合材料的任何類型的纖維都可以用于導(dǎo)流工藝：例如無堿玻璃纖維(E-glass)，高強(qiáng)玻璃纖維（S-glass），凱芙拉-芳綸纖維（Kevlar），碳纖維和聚乙烯纖維。干性增強(qiáng)材料的重要方面是使用正確的織物類型。通常，縫合織物和無定向纖維氈具有最多數(shù)量的孔隙，而編織布則會(huì)約束樹脂流動(dòng)。如果必須使用編織布，高綜編織（斜紋織物可達(dá)8綜）效果最好，因?yàn)樗鼈兘档土死w維彎曲的數(shù)量。

CSM (短切纖維氈)，織物或者縫合氈都能用于導(dǎo)流工藝，但是樹脂通過這些氈或者織物流動(dòng)很慢。這就是開發(fā)特殊的導(dǎo)流織物的原因。可以將這些織物集成到鋪層中，加快樹脂流動(dòng)。下面按照順序列出了不同的導(dǎo)流織物。

　 　 連續(xù)纖維氈，長絲氈例如Vetrotex的Unifilo
　 　 具有增強(qiáng)作用的導(dǎo)流織物例如Rovicore; Temat
　 　 沒有增強(qiáng)效果的樹脂導(dǎo)流氈　 聚酯織物

除了這些特殊流動(dòng)織物外，標(biāo)準(zhǔn)織物、縫合氈，合成氈以及其他氈也有用。這些產(chǎn)品部分已經(jīng)有高的定重，或者額外縫合纖維氈。針對(duì)真空導(dǎo)流工藝的特殊織物的開發(fā)還在進(jìn)行，也有集成流動(dòng)鋪層的多軸向織物等。

在真空條件下，大多數(shù)織物壓實(shí)可達(dá)截面厚度的30%。因此，對(duì)于那些針對(duì)特殊用途設(shè)計(jì)的手糊工藝鋪層，如果切換到真空導(dǎo)流工藝，可能不再具備需要的剛度。
 

 

泡沫芯材
　 　 同樹脂和纖維一樣，芯材的選擇也非常重要。真空導(dǎo)流適用的芯材需要閉孔，例如最常用的聚合物泡沫，如NAVICEL等多數(shù)結(jié)構(gòu)性塑料泡沫和巴薩木材料。由于大多數(shù)蜂窩芯材的孔隙大而且開放，所有不適于真空導(dǎo)流。

某種程度上，芯材也必須是抗溶劑型的，因?yàn)樵趯?dǎo)流期間，芯材將會(huì)在很長時(shí)間內(nèi)暴露在苯乙烯（如果樹脂是聚酯或乙烯基酯）環(huán)境中。因?yàn)檎麄€(gè)夾層結(jié)構(gòu)是立即固化，芯材也應(yīng)具有足夠的耐溫性能，能承受比通常放熱溫度更高的溫度。

芯材還應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度，在真空產(chǎn)生的壓力下不會(huì)被壓碎。但是，這一點(diǎn)也不是必須要考慮的主要問題，因?yàn)閹缀跤糜诖藦?fù)合材料的所有的芯材的抗壓強(qiáng)度都大于0.1MPa（大氣壓力最大值或壓力差）。

歸納起來就是下面3點(diǎn)：
　 　 100 %閉孔結(jié)構(gòu)
　 　 耐苯乙烯(如果使用的是不飽和聚酯和乙烯基樹脂)
　 　 能夠承受真空壓力（壓縮強(qiáng)度> 0.1MPa）

采用芯材樹脂導(dǎo)流工藝時(shí)，值得注意的是夾層結(jié)構(gòu)中泡沫芯可以作為樹脂分布介質(zhì)，泡沫表面的槽允許樹脂能夠流動(dòng)快捷，泡沫的開孔能夠幫助樹脂在鋪層的兩個(gè)表面按照相同的速度流動(dòng)。

為獲得足夠流量和導(dǎo)流效果，利用芯材進(jìn)行導(dǎo)流還要求專門的切割、開槽和/或?qū)π静牡拇蚩祝ㄌ岣咝静牡臐B透性）。這些切割/開槽/等等表面處理使得無需另外的導(dǎo)流介質(zhì)就可進(jìn)行導(dǎo)流注射。JFC公司提供用于真空導(dǎo)流工藝的各種表面處理。下述表面加工專門為真空導(dǎo)流工藝開發(fā)，并用于該工藝。其他已有的加工處理，例如輪廓板材料，也可用于導(dǎo)流工藝，但通常推薦和下述的一個(gè)或多個(gè)表面加工處理一同使用。

雙曲板材
　 　 該表面處理是在20世紀(jì)70年代晚期率先發(fā)明，在兩側(cè)采用90o按照正方形網(wǎng)格對(duì)芯材進(jìn)行切割（一側(cè)和另一側(cè)位置偏移半個(gè)網(wǎng)格寬度）。切割稍深于芯材厚度的一半（總厚度的60%），在和另一面切割的每個(gè)交叉位置形成小孔。這幫助樹脂從芯材的一面，流到另外一面，樹脂均勻浸潤整個(gè)鋪層。較小的切割寬度可以將樹脂吸取量最小化，比其他切割方式較少的印透。采用雙曲表面處理的芯材非常適用于大半徑和/或小曲率外形。密度在200kg/m3以下的NAVICEL剛性PVC泡沫芯材可進(jìn)行切割表面處理。


表面開槽
　 　 在20世紀(jì)80年代開發(fā)的表面加工處理，芯材采用鋸條單方向開槽，或90度矩形開槽，也可以雙面。淺槽（通常1.3mm寬x3mm深）可伴隨打孔，均勻分布樹脂，樹脂并流到芯材的另一側(cè)。鋸縫越寬，讓越多的樹脂越快流入面板。表面開槽表面處理對(duì)于較厚的芯材以及芯材變形小的平層效果最好。對(duì)于所有密度的NAVICEL芯材都可以加工此表面處理。


劃痕板
　 　 劃痕切割方式是采用表面劃線（淺的刀具切刻方式，與原先切割方式夾角大約75度）。此劃痕切割處理可用于上文提到的所有表面處理，讓樹脂透過泡沫分塊，避免面層樹脂的不足。JFC公司所有密度低于200kg/m3的芯材都可以進(jìn)行了此種劃痕加工。


打孔板
　 　 按照50 x 50mm（標(biāo)準(zhǔn)）的正方形角上打孔或沖孔，穿透整個(gè)材料厚度，正方形中間也開一個(gè)孔。開孔，與表面開槽和/或輪廓板芯材表面處理結(jié)合使用，在“從上向下”導(dǎo)流過程中，能夠讓樹脂流入鋪層的模具一側(cè)（樹脂注入管道安裝非模具一側(cè)）。


開槽泡沫
　 　 因?yàn)橥ㄟ^對(duì)芯材切割/開槽/打孔，可以讓樹脂浸潤整個(gè)制件，不需要單獨(dú)的樹脂分布介質(zhì)，芯材本身就是流動(dòng)介質(zhì)。這可節(jié)省成本，去除一些廢棄物，也可以降低樹脂用量，縮短準(zhǔn)備時(shí)間。

上圖左側(cè)面板是一種典型的SCRIMP工藝，右側(cè)面板是表面開槽的芯材導(dǎo)流工藝。這些面板同時(shí)開始進(jìn)行導(dǎo)流，左側(cè)面板導(dǎo)流不到1/2，右側(cè)則幾乎全部浸潤。

泡沫開槽能夠讓樹脂輕松、快速流過槽和孔，在夾層結(jié)構(gòu)中均勻分布。開槽的泡沫不需要另外加樹脂導(dǎo)流氈或者流動(dòng)介質(zhì)。對(duì)于幾乎所有的應(yīng)用，都建議可以采用開槽的方式進(jìn)行導(dǎo)流。

通常，在泡沫的一面或者兩面用刀或者鋸按照矩形圖案切割。槽的寬度和深度的比例很小。槽的深度大于寬度，這將減少印透膠衣涂層的風(fēng)險(xiǎn)?？梢越Y(jié)合鋪層情況，樹脂粘度，制件的外形尺寸，設(shè)計(jì)槽的間距，避免出現(xiàn)干斑或者樹脂浸潤不完全的區(qū)域。另外，泡沫開大約2mm直徑的孔，間距大約是50mm，開孔可以保證樹脂可以流過，均勻的浸潤泡沫芯材的兩個(gè)表面。

泡沫芯材作為樹脂流動(dòng)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流的原理如下圖所示。

總結(jié)
　 　 在復(fù)合材料制造過程中，在把握住主要的加熱、加壓和樹脂介入方式的基礎(chǔ)上，可以靈活采用各種不同的工藝。如果采用液體樹脂介入工藝，可以采用不同的模具，例如兩面模具；一面硬模，一面軟膜；一面硬模，一面半剛性模具。在根據(jù)具體樹脂的導(dǎo)入介質(zhì)材料方面在進(jìn)一步區(qū)分，可以采用外帶的樹脂導(dǎo)流介質(zhì)，或者鋪層內(nèi)部的導(dǎo)流粘，或者夾層結(jié)構(gòu)的芯材。如果采用夾層結(jié)構(gòu)的芯材，可以采用打孔，開槽或者劃痕的方式，幫助樹脂導(dǎo)流。