碳纳米管/玻纤/环氧层板超声真空灌注工艺及性能研究

针对碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂体系,采用传统的真空灌注工艺和超声波辅助真空灌注工艺制备复合材料层板,分析不同工艺方法下层板缺陷状况,测试层板的弯曲性能和层间剪切性能,考察树脂性能和纤维/树脂界面黏结状况,探讨碳管及工艺方法对层合板性能的影响。结果表明:与传统的真空罐注工艺相比,超声波辅助真空罐注工艺能增强树脂在纤维内部的流动,提高树脂对纤维的浸润,减少层合板的孔隙缺陷;添加0.05%(质量分数)的CNT后层合板的力学性能提高,使用超声波辅助真空罐注工艺制造的层板性能提高得更为明显;制造工艺对层合板性能的影响与纤维织物的结构紧密相关。

浅谈真空灌注工艺成型条件及常见缺陷修复

真空灌注工艺是玻璃钢成型的主流工艺,相比玻璃钢手糊成型工艺有很多优点。分析了两者的区别,对真空灌注工艺的成型条件进行了阐述,提出真空灌注工艺材料和工艺原因都可能导致出现不同的缺陷,而缺陷修复的方式也不相同。

真空灌注工艺中树脂流动性分析

通过对真空灌注工艺中影响树脂流动的相关参数如真空压力、预制件渗透率、树脂粘度等的实验研究,分析树脂在预制件中的流动情况,确定它们与树脂流动距离之间的联系,从而达到优化工艺的目的。通过实验研究分析得出的数据和结论,可以为实际生产过程中的材料选择、工艺设计、实际操作、问题检查和处理提供参考和指导。

真空灌注工艺的模拟研究

阐述了真空灌注工艺的原理,并对该工艺在风电叶片生产中的应用进行介绍,通过简化实验模型,并使用软件模拟真空灌注过程,分析出树脂粘度、压强、抽气口和进胶口的位置和数量等工艺参数对真空灌注工艺的影响,从而对风电叶片生产的工艺方案提供理论参考依据。

碳纳米管-玻璃纤维/环氧层板双真空灌注工艺及性能

针对碳纳米管(CNT)-玻璃纤维/环氧树脂体系,采用传统的真空灌注工艺(VARIM)和双真空灌注工艺(DVARIM)制备复合材料层板,分析了不同工艺方法下层板缺陷状况,测试了层板的弯曲性能和层间剪切性能,并结合树脂性能和纤维/树脂界面粘结状况观察,探讨了DVARIM对CNT分布的影响及碳管的增强机制。结果表明:与传统的VARIM相比,DVARIM能增加纤维的间距,提高树脂对纤维的浸润能力,减小纤维束内的孔隙缺陷;添加质量分数为0.05%的酸化CNT后层板性能提高,而且采用DVARIM性能提高更明显;不同灌注工艺对CNT的分布产生影响,从而改变了CNT对纤维/树脂界面粘接的影响,同时这种影响与织物结构的紧密程度有关。

真空辅助树脂灌注工艺的创新性改进

真空辅助树脂灌注工艺是一种新型的复合材料低成本,高性能成型技术。由于其低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,真空辅助树脂灌注工艺已成功用于舰船、军事设施、国防工程、航空和风电等民用工业领域。但是这种工艺也有很多不可控制的因素,仍有许多需改进的地方。本文从树脂计量混合技术及制品表面质量控制等方面讨论了当今真空辅助树脂灌注工艺的一些创新性的改进。

大型复合材料风电叶片真空灌注缺陷研究与解决

介绍了风电叶片成型过程中的真空灌注工艺特点和原理,并将非漏气灌注缺陷分为了包络型发白、浸润不良型发白、气泡型发白、过烧型发白4类。针对不同类型的缺陷,从缺陷产生的原因进行了分析,并给出了相应的解决措施。结果表明,影响灌注缺陷发生的因素较多,需要根据不同的缺陷及时全面分析并制定措施,才能保证灌注质量。

软模/真空灌注成型内翻法兰半球的工艺探讨

为解决复杂复合材料构件的整体一次成型问题,提高复合材料制品的整体性能,降低生产成本,本文采用硅橡胶制备软模,利用其柔韧性解决常规模具无法一次成型的问题。并通过软模/真空灌注工艺制备了带内翻法兰半球,以验证其工艺可行性。通过比较与其他工艺制备的复合材料的性能,探讨其使用前景。结果表明:采用软模/真空灌注工艺可一次整体成型内翻法兰半球等复杂构件,制品的性能稳定。

软模/真空灌注成型带复杂孔圆盘的工艺探讨

为解决复杂复合材料构件的整体一次成型问题,提高复合材料制品的整体性能,降低生产成本,本文采用硅橡胶制备软模,利用其柔韧性解决常规模具无法一次成型的问题。并通过软模/真空灌注工艺制备了带复杂孔圆盘,以验证其工艺可行性。通过比较与其他工艺制备的复合材料性能,探讨其使用前景。结果表明,采用软模/真空灌注工艺可一次整体成型带复杂孔圆盘等复杂构件,制品性能稳定。

风电叶片真空灌注成型工艺质量问题研究

分别从高温与常温给生产工艺造成的不同影响进行了分析,并且针对环境温度存在差异的情况下,主梁成型与壳体成型出现的质量问题提出了相应的解决措施。最终结果得出,只要按照环境温度的改变对生产工艺作出及时的调整,就能够控制灌注质量风险,从而有利于避免其它质量问题的出现。

风电叶片真空灌注成型工艺质量问题分析

针对目前我国北方环境下风电叶片生产制造过程中普遍应用的真空灌注成型工艺容易出现的质量问题(灌注时包围、腔体存在大量气泡、白斑和干纤维),按照高温和常温的不同影响分别进行说明,并对不同环境温度下主梁帽成型和壳体成型发生的质量问题给出了原因分析和解决方法。结果表明,只要根据环境温度变化及时调整生产工艺,可以做到灌注质量风险可控,有效避免许多质量问题。高温环境生产作业有时固化时间更快,节约了模具占用时间,提高了生产效率。

一体在线真空灌注成型工艺在风电叶片上的应用

通过一体在线真空灌注成型工艺在风电叶片主梁和主梁壳体上的应用,从脱泡效果、灌注时间、树脂用量、生产成本等方面与传统灌注方式进行对比,并对管路进行优化,得到了较好制品。结果表明:在线灌注设备,能够减少树脂中气泡体积分数,提高灌注效率和制品的浸润效果,控制树脂含量,最终单支叶片降低成本约2000元。

真空灌注低成本成型工艺及其应用研究

介绍了复合材料低成本制造工艺——真空辅助灌注成型技术的基本原理、主要工艺流程,详细阐述其工艺优点,针对国内外真空辅助灌注成型技术进行研究和应用状况概述,并介绍了真空辅助灌注成型在航空航天、船舶制造等领域中的应用。

风电叶片用真空灌注型环氧树脂及其复合材料性能研究

本文针对两种自制的风电叶片用真空灌注型环氧树脂体系EP-1和EP-2,研究了树脂的工艺性和力学性能,并选取单轴向和三轴向玻璃纤维织物,采用真空灌注工艺制备了复合材料层板,考察了复合材料在室温和高低温下的力学性能。结果表明,EP-2体系浸润性、流动性和韧性更好,但强度、模量和耐热温度略低;常温及-45℃下两种树脂基复合材料的力学性能相近,纤维/树脂界面粘结较强;50℃环境下,复合材料的压缩强度降低,受玻璃化转变温度偏低的影响,EP-2复合材料压缩性能降低更为明显;两种环氧树脂的工艺性和力学性能优异,与纤维匹配性好,满足风电叶片对树脂的性能要求。

通过光纤传感器和微型热电偶简单耦合方法测量内部平均应变和温度的变化来监测复合材料液体树脂灌注成型工艺

作为复合材料液态成型技术(LCM:Liquid Composites Moulding)中的一种,液体树脂灌注成型工艺(LRI:Liquid Resin Infusion)以其良好的发展前景已经越来越多地被先进复合材料制造产业所关注。为了提高对液体树脂灌注成型工艺的认知并从而达到对其良好的控制度,需要在实际制造工艺进行中监测其重要的制造参数,如纤维层的应变、树脂的流动情况等等。在对整体工艺过程产生尽可能小的影响和干扰的前提下,一种微型热电偶配合光纤传感器的简单耦合测量技术被用来在灌注过程中监测碳纤维层平均应变和树脂温度。碳纤维层平均应变的测量反映了液体树脂灌注成型工艺不同阶段下(浸润阶段、固化阶段、冷却阶段)碳纤维层特性的变化。另一方面树脂温度的监测不仅可以有效地估测液态树脂灌注时间而且可以观察到树脂流动前沿的特性。为了进一步验证碳纤维层平均应变这一间接测量结果,一种特殊的微型电子应变仪会同时应用到该实验中来。研究表明:液体树脂用550 s浸润完全整个纤维层,并且在该阶段整个纤维层一直处于压缩状态。在接下来的75 min中的树脂固化阶段纤维层压缩变形量达到了最大值。冷却阶段会释放出少部分的压缩应力,但还有一部分残余应力出现在成型件中。最终间接与直接的两种测量方法所得到的实验结果的比较与验证会更加完善对复合材料液态成型技术的研究。

一种风电叶片用热塑性树脂的灌注成型工艺方法

采用错层铺设玻纤织物的方法,研究了Arkema公司一款风电叶片用热塑性树脂在不同玻纤织物层数下的真空辅助灌注工艺。研究结果表明:反应型热塑性树脂对不同层数的玻纤织物均有良好的灌注效果;不同的玻纤织物工艺灌注方法不一致;试验件常温固化,反应呈现慢引发、快增长和速终止的特点;反应型热塑性树脂有望应用于风电叶片的设计和制造。

国内外复合材料工艺设备发展述评之七——液体模塑成型

本文分析了液体模塑成型工艺所用设备的发展历程,指出其优缺点,并对今后发展提出建议。

不同灌注工艺对玻璃钢层压板性能的影响

应用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)和真空灌注成型工艺(VIMP)制备玻纤增强塑料(GFRP)层压板,研究制样工艺对玻璃钢层压板性能的影响。利用灼烧法考察了VARTM工艺和VIMP工艺对玻璃钢层压板的玻纤含量的影响,发现VARTM工艺制得的层压板的玻纤含量均匀可控,且具有良好的重复性。并对两种制样方式得到的层压板进行了力学性能测试,包括静态力学性能和动态疲劳性能,发现VARTM工艺制得的层压板静态性能较优,而两种成型工艺对动态疲劳性能无明显影响。在实验室评估玻纤性能时,选择用VARTM工艺制作层压板能更好地得到材料的真实性能。

VARI工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能及断口形貌分析

研究了用真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备碳纤维复合材料的耐腐蚀性能,并对采用VARI工艺制备的碳纤维复合材料制件进行了断口形貌分析。结果表明:碳纤维树脂基复合材料的拉伸强度是395.93 MPa,弯曲强度是568.44 MPa,模拟海水中浸泡70天后拉伸性能和弯曲性能的保持率仍能保持在80%以上;腐蚀前环氧树脂与碳纤维编织布总体浸润充分,拉拔孔洞少,腐蚀后树脂对纤维包裹性变差,孔洞变多,但仍保持材料的大部分优良性能。

风电叶片的季节性灌注生产管理和工艺技术措施

真空辅助树脂灌注工艺是风电叶片成型的关键技术之一,由于具有低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,该工艺已广泛应用于各种类型风电叶片的生产。在实际生产中,季节性的温湿度变化对真空辅助树脂灌注工艺的基体树脂、增强材料、真空度、导流体系铺设等关键因素影响比较明显,进而会影响到风电叶片的灌注质量及生产周期。通过合理组织生产,增加外界辅助设施,不仅可以做到降低制造叶片的能耗成本,而且还可以适时高质量地快速产出叶片。