液体树脂灌注成型工艺中树脂流动前沿特性的估测和分析

近年来树脂浸泡成型工艺(RIP)越来越多地应用到了航空复合材料制造业上。作为树脂浸泡成型工艺中一种新型的有着良好运用前景的液体树脂灌注(LRI)成型工艺开始进入了人们的视野。为了增加对LRI工艺的认知和提高对其的监控能力,着重介绍如何在LRI工艺进程中监测树脂流体的流动前峰。树脂流体流动前峰的检测将依赖于一组放置在纤维层中的微型热电偶传感器来完成,通过与光纤传感器测量结果的比较,表明微型热电偶传感器可以利用测量纤维层中不同处的温度变化来监测树脂流体到达该处的时间。测量与分析结果大大提高了对LRI工艺中树脂流体在纤维层层面和沿纤维层厚度两个方向上流动特性的认识,并为将来的模拟计算和对此工艺的进一步研究奠定良好的基础。

LCM中碳纤维织物结构对横向渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的横向流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的三维渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。结果表明:不同结构的斜纹、双轴向、单向的碳纤维织物内部流动行为和渗透性差异显著;相同结构中,面密度小时层数的增加会对流动通道产生更多阻碍作用而降低横向渗透性;纤维体积分数低时,双轴向织物较斜纹织物厚度方向上的渗透率低;在紧密织物结构中,双轴向比斜纹织物的渗透率要高。单向织物中面内层内流动容易,而厚度方向的渗透率较低,相比其他2种结构低1～2个数量级。

LCM中织物结构对3D渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的3D流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的3D渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。通过比较玻璃纤维织物的组织结构、织物织造密度和纱线细度变化情况下,织物预型件厚度方向的流动前峰及渗透性,得出了织物结构参数对渗透性能的影响。

LCM中缝编铺敷工艺对面内渗透性的影响

为研究液体模塑成型过程中树脂流体在面内流动渗透的情况,基于2D径向测试方法,采用布置线性传感器的2D渗透率测试装置,研究了织物预型件的不同缝编铺敷工艺对织物面内渗透性的影响。结果表明,不同缝编方式、铺敷形式及粘合剂处理对碳纤维织物内部流动行为和渗透性的影响显著。当缝编和铺敷加工而形成的流道与纤维束方向一致时,单向渗透率较高,但主渗透率K1、K2相差较大,各向异性系数较低。当流道与纤维束方向呈一定角度时,主渗透率差异性减小,面内渗透各向同性提高。热熔性粘合剂会在加工过程中产生粘结反应,粘合剂颗粒大小及分布的变化会改变织物内部及层间孔隙的尺寸效应。粘合剂反应融化后会形成团片状粘附在纤维束的表面,分布更加离散化,从而形成较大的沟槽和孔隙尺寸,使得渗透率提高。