在復(fù)合材料成型工藝中,真空導(dǎo)入工藝和手糊工藝是最為常見的兩種工藝。這兩種工藝在工藝原理、操作方式、材料選擇、適用范圍以及產(chǎn)品性能等方面都存在顯著差異。以下是對(duì)這兩種工藝的詳細(xì)對(duì)比分析:
一、工藝原理與操作方式
真空導(dǎo)入工藝
真空導(dǎo)入工藝(Vacuum Infusion Process,VIP)是一種利用真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓將樹脂注入到模具中的復(fù)合材料成型方法。在模腔中鋪放設(shè)計(jì)好的增強(qiáng)材料預(yù)成型體后,利用真空體系將空氣抽出,形成負(fù)壓環(huán)境。然后,通過預(yù)鋪的管道將樹脂壓入纖維層中,樹脂在流動(dòng)充模的過程中完成對(duì)增強(qiáng)材料的浸潤,并固化成型。
手糊工藝
手糊工藝則是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的復(fù)合材料成型方法。它采用手工方法將纖維增強(qiáng)材料和樹脂膠液在模具上鋪敷成型,然后在室溫(或加熱)和無壓(或低壓)條件下固化,最后脫模成制品。
二、材料選擇與適用范圍
真空導(dǎo)入工藝
真空導(dǎo)入工藝多采用高性能的復(fù)合材料,如碳纖維、玻璃纖維等,以獲得高強(qiáng)度、輕量化的產(chǎn)品。該工藝適用于大型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn),如飛機(jī)部件、汽車車身等。這些產(chǎn)品對(duì)尺寸精度和性能要求較高,需要采用高效率、高精度的成型工藝。
手糊工藝
手糊工藝則多用于生產(chǎn)低成本、性能要求不高的產(chǎn)品,如裝飾性玻璃鋼等。它適用于小批量、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn),如玻璃鋼花盆、小型船體外殼等。這些產(chǎn)品對(duì)尺寸精度和性能要求較低,可以采用手糊工藝進(jìn)行快速成型。
三、產(chǎn)品性能與特點(diǎn)
真空導(dǎo)入工藝
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產(chǎn)品性能優(yōu)良,成品率高。在同樣原材料的情況下,與手糊構(gòu)件相比,真空導(dǎo)入工藝成型構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度等物理特性可提高30%-50%以上。
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產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好。產(chǎn)品質(zhì)量受操作人員影響小,無論是同一構(gòu)件還是各構(gòu)件間都存在高度的一致性。
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抗疲勞性能提高,可減輕結(jié)構(gòu)重量。由于制品纖維含量高、孔隙率低,大大提高了產(chǎn)品的抗疲勞性能。
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環(huán)境友好。揮發(fā)性有機(jī)物和有毒空氣污染物均被局限于真空袋中,大大改善了操作人員的工作環(huán)境。
手糊工藝
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模具價(jià)格低,適應(yīng)性強(qiáng)。手糊工藝在模具的形狀改變上有很大的自由度,特別適合于小公司或小規(guī)模生產(chǎn)。
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生產(chǎn)周期相對(duì)較長,效率低。手糊工藝主要依賴手工操作,生產(chǎn)效率相對(duì)較低。
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產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。產(chǎn)品的玻纖和樹脂比例、部件厚度、層材制造速率等都受操作人員的影響,要求操作人員有較好的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)。
四、總結(jié)
綜上所述,真空導(dǎo)入工藝和手糊工藝各有其特點(diǎn)和使用范圍。真空導(dǎo)入工藝適用于大型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn),追求高精度和高性能;而手糊工藝則適用于小批量、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn),注重低成本和快速成型。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的尺寸、形狀、性能要求以及生產(chǎn)規(guī)模等因素選擇合適的成型工藝。