2-热压罐成型与VARI成型工艺.ppt

热压罐固化典型缺陷 脱粘 两层复合材料胶接界面之间发生大面积的脱开现象 富脂与贫胶 复合材料制件中部分区域树脂含量过高，称为富脂；部分区域树脂含量过低，称为贫胶。 夹杂 制造过程中无意间带进制件中的杂质，如颗粒、碎片、膜片等 整体化成型技术 共固化 Co-curing 两个或两个以上的零件经一次固化成型而制成一个整体制件的工艺方法 二次胶接 Secondary Bonding 两个或多个预固化的复合材料零件通过胶接而连在一起，其间仅有的化学或热的反应是胶膜的固化（Boeing定义 共胶接 Co-bonding 把一个或多个已经固化成型而另一个或多个尚未固化的零件通过胶 粘剂 一般为胶膜）在一次固化中固化并胶接成一个整体制件的工艺 方法，是共固化与二次胶接的组合。 整体化成型技术优点 减少零件数目和连接件数目 易于实现翼身融合体布局 增加机体表面光滑完整程度 避免钻孔，减少构件加工损伤 A340垂直安定面： 零件数2000件?100件 A310、A330垂直安定面： 零件数2000件? 20件 平尾工艺方案-整体共固化 整体化成型实例 平尾外伸盒端工艺方案 整体化成型实例 整体化成型技术风险 成型：大件报废，风险增大 模具：大而复杂，工装成本上升 检测：大型件的无损检测 材料：胶粘剂，特殊材料 需要在成型与装配成本之间进行平衡 真空树脂注入成型特点： ?衍生自RTM工艺 ?基本特点与RTM相同 ?树脂流动由真空压力驱动 与RTM不同 ?仅需半面模具，另一面为真空袋 ?制品一面光滑 ?低成本工装设备 ?模具通常需要加热以固化树脂? 生产周期较长?机械化，自动化程度低 ?制品力学性能较高，缺陷少 ?适合制造大型，超大型部件 真空辅助工艺 液体成型工艺 大型，超大型壳类部件 液体成型工艺 真空辅助工艺 脱模修整 封 装 材料铺放 导入树脂 喷涂胶衣 配树脂 模具清理， 脱模剂的涂抹 纤维织物，脱模布， 导流网，导流管和真空管 密封胶带，真空袋 连接树脂收集器 和真空泵 保压，检查气密性 脱泡 按固化工艺固化 1.2 VARI成型工艺流程 准备模具 抽真空 2.1 VARI工艺对树脂要求 1 黏度低，粘度范围：0.1-0.3Pa.s; 2 足够长时间内黏度不变，有利于浸透、排气; 3 可在较低温度下完全固化; 4 固化时无需额外压力，只需真空压力; 5 具有良好的力学性能，满足结构使用要求; 6 具有较高的玻璃化转变温度，满足耐热要求。 2.2 VARI工艺树脂种类 聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双马树脂、氰酸酯树脂等。 成本较低，强度和耐热性较差，主要应用于船舶领域。 性能相对较高，主要应用于航空航天领域，风机叶片也大多采用环氧树脂。 2.3 VARI树脂低粘度平台（工艺窗口）预报 树脂粘度-温度曲线 树脂粘度-时间曲线 对同一种树脂，通常二者不可兼得 VARI树脂两个重要工艺参数：注胶温度，操作时间 根据具体结构，选择合适的注胶温度，同时满足粘度和工艺操作时间要求 VARI树脂要求：粘度低，操作时间长 最佳交联固化温度范围 起始固化温度 峰值温度 升温速率0℃/min起始固化温度 （凝胶温度） 升温速率0℃/min峰值温度 （固化温度） 2.4 树脂固化特性 不同升温速率下树脂体系的DSC分析 外推法求升温速率为0℃/min固化起始温度和峰值温度 树脂固化温度 2.4 树脂固化特性 等温DSC扫描 固化时间 2.5 NCF织物 NCF（non-crimp fabrics）织物是利用先进的经编技术将连续的长纤维经多层平直铺放并进行Z向缝合而形成的无卷曲的定向结构织物。 NCF织物 普通机织物 2.5 NCF织物 （1）更好的拉伸性能； （3）更高的损伤容限； 与普通织物结构上的差别： NCF织物的纱线是伸直而相互平行的，而普通织物的线是卷曲的。 NCF织物为多层结构，目前最多可达八层，而普通织物一般只有两层。 NCF织物各层之间用缝线线缝合，纱线不容易移动，而普通织物的纱线容易滑动。 与普通织物性能上的差别 （2）更高的抗疲劳性能； （4）更好的浸润性，更高的工作效率。 3.1 VARI成型的主要问题 出现干斑、干区；（局部渗透率变化、流道效应等） 夹杂气泡；（漏气、树脂脱泡不干净，小分子挥发等） 厚度或纤维体积含量不均匀；（压力梯度等） 1 4 3 2 纤维体积含量低。（固化压力低，不超过一个大气压力等） 1 采用粘度低、力学性能好的树脂; 2 树脂粘度应在0. 1~0. 3Pa·s范围内，便于流动和渗透; 3足够长时间内树脂粘度不超出0. 3Pa·s; 4 树脂对纤维浸润角小于8°; 5 足够的真空度，真空度不低于-97KP