真空导入工艺出现于1950年,但直到2000年左右才被引入到国内。凭借环保、制品轻质高强等特点,近年来引起了很多复材人的关注。
真空导入工艺,Vacuum infusion process,简称VIP。
在模具上预先铺好增强材料,铺敷脱模布等辅助材料,然后用真空袋密封起来。用真空泵将空气抽出,在模具型腔形成一个负压,利用负压将调配好的树脂压入型腔,让树脂浸润增强材料。待制品固化后,除去真空辅助材料,脱模即可得到制品。
在这基础上,还有其它一些与真空相关的工艺,如真空袋压、预浸料热压罐……这些工艺的相同点就是,或多或少都需要用到一些真空辅助材料。
今天给大家介绍一些常用的真空辅助材料,希望大家对真空工艺有更深入的了解。
01 真空袋膜
真空袋膜主要起密封作用,在袋膜和模具之间形成一个密闭的空间,抽出里面的空气后形成负压。一方面可以提供压力让树脂浸润增强材料,另一方面也可以使制品更加密实。
不能漏气,这就是真空袋膜的基本素养。
材质、厚度、幅宽、形状,在做出选择时,我们需要考虑这些因素。
不同的树脂体系、制品形状和工艺条件,选择真空袋膜的材质也会有所不同。常见的材质有聚酯、聚酯/尼龙、尼龙6、尼龙66、聚酰亚胺。影响因素主要有耐温、拉伸强度、断裂延伸率等。
厚度一般有50μm、60μm、75μm,薄的成本低,厚的不容易漏气。怎么选择?主要看产品的复杂程度。不存在破裂风险的情况下,越薄的真空袋膜性价比越高。
幅宽和形状主要根据产品的形状来定。既然要密封,当然是能够覆盖整个产品。还需算上纵深的面积,而且四周要有一定的余量。一般情况下用得比较多的是片状膜,但在做一些小制件产品时,为提高效率、降低漏气风险,有些企业会选择桶状膜,直接将整个产品套入,封两端即可。
为什么会有这么多选择?还不是想在成本与性能之间做一个平衡,用最少的钱办最好的事。
02 脱模布
脱模布,一看名字就知道起什么作用。就像是三叔排第几……
脱模布一般介于制品和其余真空辅料之间,主要目的是在制品固化后,便于将其它真空辅料从制品上轻易地撕下来。重点就是,“轻易”两字。
如果没有它,制品固化后,你会怀疑人生的。
评判脱模布好不好用的标准,是否好撕。
材质、幅宽是脱模布比较重要的两个因素。材质主要影响耐温和易撕程度,常见的材质有聚酯、尼龙6、尼龙66、聚酰亚胺、玻璃纤维/PTFE涂层。
脱模布贴敷的一般是产品背面,有些企业对产品背面的纹理也有要求,所以会要求脱模布的纹理。比较特殊的要求,不常见。最重要的还是便宜,又好撕。
03 隔离膜
一说隔离,有些朋友会心有余悸,先淡定点。
隔离膜主要的作用是隔离和脱模,有时候会直接用它代替脱模布。
虽然都是膜,但与真空袋膜不同的是,隔离膜分无孔和带孔。为什么要有孔?为了方便排气和排胶。
选择隔离膜时主要考虑材质、无孔/有孔(开孔方式)、厚度、幅宽。
常见的材质有聚烯烃、ETFE、FEP、聚酰亚胺,不同的材质对耐温、拉伸强度和断裂延伸率等数据有不同的影响。
一般情况下,隔离膜多用于预浸料热压罐工艺。有些真空导入产品也会选用带孔隔离膜,可以提高树脂流动的均匀性。
04 透气毡
透气毡,很多人又叫吸胶毡。利用蓬松的结构提供导气通道,便于抽气,另外也可以吸收多余的树脂。
材质和克重是我们选择透气毡比较在意的两个因素。
常见的材质主要有聚酯、尼龙66、玻璃纤维。不同的克重对抗压强度有影响,抗压强度越好,透气性越好。
主要根据耐温、抗压强度(透气性)这些需求来选择吸胶毡。一般情况下,透气毡也多用于预浸料热压罐工艺中。
在一些比较尖锐的地方也可以铺上透气毡,防止扎破真空袋膜。
05 导流网
导流网,顾名思义用来导气和导树脂。建立通道,让树脂可以快速流动,浸润增强材料,从而提高生产效率。
常见的导流网材质有PP、PE。根据不同的成型工艺,分为挤出型和编织型。
克重主要影响导流速度,克重越大,导流速度越快。
同等克重下,挤出型的导流网导流速度比编织型的快。但挤出型的导流网偏硬,随形性比较差,不适合做一些结构比较复杂的产品,主要用于大平面的产品。
导流网一般只用于真空导入工艺中。
06 密封胶带
真空袋膜要想把模具密封起来,还需要一个得力伙伴,那就是密封胶带。
密封胶带的材质一般为合成橡胶,根据不同的耐温需求,有相对应的产品。为便于区分,厂家一般会将不同耐温的密封胶带,做成不一样的颜色。最常见的颜色有黑色和黄色两种。
常见密封胶带的尺寸一般是厚度3mm、宽度12mm,长度7.5米或15米。尺寸方面对使用没有太大的影响,但有些商家为节省成本,会将厚度或者宽度减少,如果没有漏气风险,对于降低成本倒不失为一个好方法。
好的密封胶带应该是软硬适中,密封性能好,能耐工艺温度,并且清除的时候在模具上不残留。
当然,价格又是重要的考虑因素之一。
另外,密封胶带也常用于树脂管连接处的密封。
07 压敏胶带
压敏胶带是一种特殊胶粘剂(压敏胶)涂于带状基材上制成。固定所铺放的各层真空辅料,如脱模布、隔离膜、透气毡,或将辅料与模具粘接,起临时固定作用。主要用在预浸料热压罐工艺中。
常见的基材有PET、PTFE、PTFE/玻纤、尼龙、聚酰亚胺等。胶粘剂有橡胶、硅酮、丙烯酸等。
不同的材质主要针对不同的耐温要求。
PTFE膜或带有PTFE涂层的玻纤,也可以用于覆盖模具表面,能够多次脱模,代替半永久脱模剂。这种方法可以避免脱模剂的转移,适用于一些需要后喷漆或者后粘接的产品。
08 单向透气膜
单向透气膜一般由尼龙布加上特殊的涂层组成。
其特性是透气,不透树脂。
因为树脂无法通过,因此可用于包裹抽气口,防止过度抽气造成贫胶。也可以利用这个特性,在较大制品的边缘增加抽气口,提高抽气力度。
09 辅助工具
辅助工具主要包括有:真空泵、树脂收集器、树脂管、缠绕管、三通、注胶座、快速接头、真空阀、加强软管、真空表、检漏仪……
这些材料基本是一看名字或者实物就懂怎么回事,所以这里就不再一一赘述。如果有不明白的,可以留言,长弓侠再作解释。
随着技术的不断发展,材料也在不断进步。有不少新的材料加入到真空辅助材料这个体系来,不管如何变化,最终的目的是为了辅助工艺,让制品的性能达到我们的预期,满足产品的性能要求。
选择真空辅助材料,往往决定了制品的成败,虽然看起来像是绿叶,其实却是主角。
(本文转载自长弓侠FRP,复合材料社区)
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