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碳纖維復合材料制造方法之真空成型工藝
發布時間: 2023年04月12日




  碳纖維復合材料生產過程中,真空抽脂法能以低制造成本生產出體積大而較簡單的產品,并且獲得較佳的品質。結合傳統真空袋 成型法與樹脂轉注成型法之制程,行使兩條事先鉆孔處理之軟管來導引樹脂進入真空袋中快速含浸纖維,可大幅地縮短充模的時間,并且有用地降低制造成本。使用樹脂真空擴散成型,來制作高分子復合材料層板。以抽真空產生之壓差,快速地使樹脂灌注于真空袋內含浸纖維。

 

真空成型工藝
 

  真空抽脂法介紹
 

  傳統上真空袋成型法的制程,是先將纖維預浸樹脂,并經烘干膠化后,控制樹脂達到干而不黏手的階段,此階段稱為B階段(,再行使此預浸后之層積片置入真空袋中,加熱加壓而硬化為產品。而纖維預浸樹脂的制程則是造成制造成本居高不下的重要因素,有鑒于此,為了有用地降低成本,并保有真空袋法精良品質之好處,于是有把樹脂轉注成型法的充模過程,結合在傳統真空袋法制程內,替換原有預浸纖維之步驟,而提出樹脂真空注射的新觀念來制造大型平板構件。目前使用的方法為將樹脂制成薄膜,放置于纖維下,置于真空袋中,加熱使樹脂溶化并含浸纖維。但此法須將樹脂制成薄膜,于室溫下不溶化,可使用之材料因此而受限定。而另一有用的裝配,是在纖維疊層上下方各鋪放一層特別的樹脂分布介質,充模時樹脂能快速自由地流遍整個樹脂分佈介質,然后抽真空讓真空袋向下壓擠,使纖維含浸樹脂。
 

  而樹脂真空注射的制造程序,是先將纖維疊層預置于真空袋中后,抽真空,藉由兩條事先鉆孔處理之軟管導引,以抽真空產生之壓差,快速地使樹脂灌注于真空袋內含浸纖維,然后關閉進出口,使真空袋保持真空,讓大氣壓力對含浸后之纖維疊層產生壓擠的結果,最后在室溫或高溫下固化成型。
 

  真空導入方法
 

  1.樹脂配置并除氣:將樹脂和硬化劑依重量比100:35分別配好,置于錐形瓶中。再一路用除氣設備抽真空來除去本來在試劑中的氣體。由于樹脂的黏滯性過高,故將電磁加熱攪拌器的加熱器打開(溫度維持約80℃),加熱約30—45分鐘后關掉。但需細致硬化劑則不可加熱。
 

  2.預置疊層物于真空袋:將纖維疊層物疊層順序排列,依序鋪放于真空袋內,然后將樹脂導管及真空樹脂出口放置于疊層物上,最后再以硅膠和真空膠帶將真空袋周圍密封。需細致要將真空膠帶與真空袋壓緊密合。
 

  3.預熱:將模具和真空袋置于熱壓機之平臺,施予預熱溫度70℃。此時并將樹脂導管及真空樹脂出口依真空注射體系配接。
 

  4.充模:將除氣完畢的樹脂和硬化劑警惕倒入燒杯內,攪拌均勻后,置入注射壓力槽中,等待充模。此時需細致,壓力槽蓋不用關閉,充模是行使抽真空使袋內與外界產生之壓差,壓縮樹脂通過導管進入真空袋中。充模前先打開真空幫浦將袋內空氣抽出后再進行灌模,打開樹脂進口,開始充模,待樹脂進入導管后開始計算充模時間,并觀察流場,等到樹脂完全全浸濕整個疊層物后,結束計時再讓樹脂繼承流動使出口處之氣泡流出后,將真空樹脂出口關閉,但樹脂進口先不要關閉,保持一段時間,讓樹脂繼承進入,最后等到樹脂穩固不再進入后,關閉樹脂進口即完成充模。
 

  5.固化與拆模:將充模完成之疊層制品放置于室溫固化,待制品固化后打開真空袋掏出制品,即告完成。

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