樹脂基復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異性能，在航空航天、汽車制造、風(fēng)力發(fā)電等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而真空輔助灌注成型技術(shù)作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型工藝，為樹脂基復(fù)合材料的高效、高質(zhì)量生產(chǎn)提供了有力支持。

技術(shù)發(fā)展歷程

真空輔助灌注成型技術(shù)是在樹脂傳遞模塑成型（RTM）工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早期，RTM工藝雖然能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制品的生產(chǎn)，但也存在一些不足，如樹脂對纖維的浸潤效果不佳，成品空隙率較高，且不適用于大型模具的模塑。為了克服這些缺陷，科研人員經(jīng)過不斷研究和實踐，開發(fā)出了真空輔助灌注成型技術(shù)。該技術(shù)通過在樹脂注入過程中從閉合模具出口處抽取真空，增強(qiáng)了模具充模的壓力，不僅能夠排除纖維束中揮發(fā)的氣體，還能提高樹脂在模具內(nèi)腔中的流動速度，從而顯著加強(qiáng)樹脂對纖維的浸潤程度。

工藝流程與優(yōu)勢

真空輔助灌注成型技術(shù)的基本流程包括準(zhǔn)備階段、鋪層階段、密封階段、灌注階段、固化階段和后處理階段。在準(zhǔn)備階段，需要設(shè)計和加工單面剛性模具，清理模具表面并涂覆脫模劑，同時準(zhǔn)備好增強(qiáng)材料和真空輔助介質(zhì)。鋪層階段則是在模具上依次鋪設(shè)增強(qiáng)材料、脫模布、剝離層介質(zhì)、高滲透導(dǎo)流介質(zhì)、樹脂灌注管道和真空導(dǎo)氣管道等。密封階段用密封膠帶將增強(qiáng)材料及真空輔助介質(zhì)密封在彈性真空袋膜內(nèi)，并抽真空保證密閉模腔達(dá)到預(yù)定的真空度。灌注階段在真空負(fù)壓下將樹脂膠液導(dǎo)入到密閉模腔內(nèi)，使其充分浸漬增強(qiáng)材料。固化階段繼續(xù)維持較高的真空度，在室溫或加熱條件下使液體樹脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)。后處理階段則包括清理真空輔助介質(zhì)和脫模修整等。

與傳統(tǒng)的成型工藝相比，真空輔助灌注成型技術(shù)具有諸多優(yōu)勢。其模具成本低，只需要單面剛性模具，適用于設(shè)計開發(fā)不同結(jié)構(gòu)復(fù)雜外形的大型模具。制品外形可控，尺寸精確，可用于成型大厚度、大尺寸的結(jié)構(gòu)制件。制品力學(xué)性能好，重復(fù)性高，成型制品的力學(xué)機(jī)械性能比手糊構(gòu)件提高1.5倍以上，且纖維含量高、孔隙率低、結(jié)構(gòu)缺陷少、表面均勻光滑、構(gòu)件之間一致性高。此外，該技術(shù)環(huán)保性好，在樹脂灌注和固化過程中，易揮發(fā)物和有毒空氣污染物均被局限于真空袋膜中，幾乎不對環(huán)境造成污染。同時，生產(chǎn)效率高，可整體成型大型復(fù)雜幾何形狀的夾芯和加筋結(jié)構(gòu)件，節(jié)約勞動力。

應(yīng)用領(lǐng)域拓展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，真空輔助灌注成型技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在航空航天領(lǐng)域，該技術(shù)可用于制造飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等關(guān)鍵部件，以及航天器的結(jié)構(gòu)件、熱防護(hù)系統(tǒng)和衛(wèi)星的載荷平臺等。其輕量化、高性能和高效生產(chǎn)的優(yōu)勢，滿足了航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芎蜕a(chǎn)效率的嚴(yán)格要求。在汽車制造領(lǐng)域，真空輔助灌注成型技術(shù)為新能源汽車的輕量化提供了有力支持。通過使用該技術(shù)制造車身覆蓋件、底盤結(jié)構(gòu)件等部件，可大幅降低整車重量，減少車輛行駛過程中的能量消耗，提升續(xù)航里程。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，該技術(shù)可用于制造風(fēng)電葉片，提高葉片的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，延長葉片的使用壽命。

未來發(fā)展趨勢

未來，樹脂基復(fù)合材料真空輔助灌注成型技術(shù)將繼續(xù)朝著高性能、低成本和環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。一方面，將開發(fā)具有更高性能、更低成本的新型樹脂和纖維材料，以滿足不同領(lǐng)域?qū)?fù)合材料性能的需求。另一方面，通過引入先進(jìn)的制造工藝和智能化設(shè)備，提高真空輔助灌注成型技術(shù)的自動化水平和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。同時，研究環(huán)保型樹脂和可回收復(fù)合材料，減少生產(chǎn)過程中的能源消耗和環(huán)境污染，推動復(fù)合材料制造業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。