制作復(fù)合材料制件的最先進(jìn)技術(shù)之一,是使用碳纖維預(yù)浸料增強(qiáng)物,在高溫和壓力條件下成型優(yōu)質(zhì)制品,其表面質(zhì)量高,樹脂含膠量低以及優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能。
未固化的碳纖維預(yù)浸料,手工操作與裁剪非常方便,并且嚴(yán)格地貼合模具表面;特別對(duì)于較小的復(fù)雜產(chǎn)品,可能用其他工藝如手糊、真空袋成型或?qū)Я麟y以制作,則預(yù)浸料成型工藝更加適合。材料可以在樣板上方便且精確的裁剪,意味著材料可以有效的被利用; 相比其他工藝,顯著減少材料浪費(fèi)。預(yù)浸料鋪層,也非常清潔的并且沒有氣味的。
盡管預(yù)浸料生產(chǎn)工藝有諸多優(yōu)點(diǎn),但常常被人誤解,某些較小的復(fù)合材料公司或個(gè)人不予考慮或抵觸該工藝,因?yàn)樗麄儧]有意識(shí)到在正確的材料和指導(dǎo)下該工藝僅需極少的專業(yè)設(shè)備就可以被掌握和運(yùn)用。該指導(dǎo)將告訴你如何去實(shí)現(xiàn)。
鋪層前,將碳纖維預(yù)浸料的背面保護(hù)膜撕離。
預(yù)浸料,預(yù)先浸漬了活性樹脂的碳纖維等復(fù)合材料增強(qiáng)物的命名。使用的樹脂體系一般是環(huán)氧樹脂,在材料生產(chǎn)階段已經(jīng)混合了其固化劑,然后再浸漬到干的纖維織物上,而制作成預(yù)浸料。
用預(yù)浸料制作復(fù)合材料制件的最常用方法是,在模具上鋪層未固化的預(yù)浸料,然打真空袋壓實(shí),然后再鋪預(yù)浸料,最后放入熱壓罐或烘箱中進(jìn)行固化。因?yàn)闊釅汗蕹隽藗€(gè)人和大多數(shù)小企業(yè)的預(yù)算,所以在烘箱(即非熱壓罐)中固化預(yù)浸料時(shí)有效且方便的途徑,絕大多數(shù)人都可以使用預(yù)浸料技術(shù)了。
預(yù)浸料中特殊配方的環(huán)氧樹脂,在常溫下的固化過程是非常緩慢的(通常幾個(gè)星期),而在冷凍溫度下(典型為-20°C)其固化幾乎是停止的。預(yù)浸料在常溫下發(fā)生局部明顯固化之前的一段時(shí)間,稱為材料的活化壽命;而預(yù)浸料在冷存貯條件下可存放的時(shí)間,稱為材料的保質(zhì)期。
在常溫下,預(yù)浸料的樹脂的粘度非常高,盡管未固化,也非常容易操作。因?yàn)轭A(yù)浸料的硬度,所以有時(shí)候人們稱之為干碳,盡管這樣的稱呼容易讓人混淆。
特定樹脂系統(tǒng)常溫下的粘度和其他特性,決定了預(yù)浸料的粘性。較粘的預(yù)浸料,操作較粘手,但很容易粘在模具表面上。粘性很低的預(yù)浸料,操作比較方便,但是不容易貼在模具表面上。
預(yù)浸料樹脂,在高溫即固化溫度時(shí),才會(huì)真正開始反應(yīng)和固化,這就是為什么預(yù)浸料必須需要在烘箱中固化的原因。預(yù)浸料一般的固化溫度,從60°C 到 180°C不等;非熱壓罐預(yù)浸料的最常見的固化溫度在100°C左右,使用家用或商用的烤箱或其他類型的烘箱比如烤漆爐,就可以很容易達(dá)到這個(gè)溫度。盡管烘箱內(nèi)沒有抽真空的管路也可能成功固化預(yù)浸料產(chǎn)品,而然有真空管路的話會(huì)更好。
與許多復(fù)合材料工藝一樣,成功制作碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)品的關(guān)鍵是使用正確的材料和技術(shù)。改變某些材料隔離膜或脫模劑或碳纖維預(yù)浸料,可能會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大的沖擊,因此我們建議為了達(dá)到最佳效果,特別第一次,最好使用我們列出的所有材料。
我們的非熱壓罐預(yù)浸料成型工藝,僅需要烘箱來成型產(chǎn)品,以及模具和一些基本的工具。
遵循本指導(dǎo),必須有一個(gè)烘箱,可以設(shè)定保溫至100°C 。烘箱可以是家用或商用的烤箱或其他類型的烘箱比如烤漆爐或者專業(yè)的烘箱。最重要的事情是,烘箱是安全可靠的,并可以加溫并保溫至需要的溫度。
你將制作的產(chǎn)品尺寸最大不能超過烘箱的內(nèi)部尺寸,所以如果你使用一般的家用烤箱,那么你只能制作較小的產(chǎn)品。當(dāng)你要發(fā)展預(yù)浸料使用的時(shí)候,你可以升級(jí)或增加精良的設(shè)備,但是在剛開始的時(shí)候,絕大多數(shù)的烘箱都可以滿足要求的。
盡管在烘箱側(cè)面開孔有真空管路保持產(chǎn)品固化時(shí)一直抽真空不是必要的,但是這是非常有利的(也是標(biāo)準(zhǔn)的做法)。如果做不到一直抽真空,那么必須保證真空袋在烘箱外被完全抽真空的并且是完全密封的。同樣重要的是,不能在固化過程中真空袋產(chǎn)生漏氣而導(dǎo)致失去真空壓力。
因?yàn)樵诒静僮髦改现惺褂玫念A(yù)浸料需要加溫至100℃而固化,因此模具能夠抗高、抗扭曲、抗衰變是必不可少的。該預(yù)浸料是環(huán)氧樹脂體系,需要與模具材料互相兼容。因?yàn)檫@兩個(gè)原因,傳統(tǒng)的聚酯模具不適用于制作碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)品,所以不使用,模具可以由高溫環(huán)氧樹脂、金屬(如鋁、不銹鋼)或者高溫乙烯基樹脂制成。
使用預(yù)浸料,你還需要以下工具:
表面層預(yù)浸料,僅在一面有一層特殊的樹脂膜,將貼合模具表面。
大部分預(yù)浸料在熱壓罐的高壓下固化,可以做出非常好的、表面光潔并且無針孔的產(chǎn)品。遺憾的是,同樣的預(yù)浸料,當(dāng)在烘箱中真空加壓時(shí),制作出的產(chǎn)品表面會(huì)留下針孔,大多數(shù)人都不會(huì)接受這樣的效果。出于這個(gè)原因,作為非熱壓罐表面層預(yù)浸料作為產(chǎn)品的表面層。推薦這種特殊的預(yù)浸料,一面是一層膠膜,可以與模具表面全面緊密的貼合,另一面是一層干織物,以便在真空下可以完全去除空氣。該表面層預(yù)浸料,再與積層預(yù)浸料相結(jié)合使用,該完全透明的樹脂體系將進(jìn)一步提升產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
這種特殊的預(yù)浸料組合完全可以實(shí)現(xiàn)只有真空加壓和烘箱固化,就可以完成專業(yè)品質(zhì)的碳纖維制品。
我將只使用一層240g表面層預(yù)浸料和一層400g積層預(yù)浸料。這樣,制品的厚度大約在0.75mm左右,對(duì)于大多數(shù)非結(jié)構(gòu)件和次級(jí)承力件比如管件、內(nèi)飾件、盒體和覆蓋件來說是理想的厚度。需要更厚的或較承力的制品,則繼續(xù)增加體積層預(yù)浸料到達(dá)需求的厚度。
為了簡單可行地開始碳纖維預(yù)浸料層壓技術(shù),我們上面提到的所有材料和設(shè)備都包含在我們的碳纖維預(yù)浸料成型套裝中。
下面的整個(gè)指導(dǎo)過程,你將看到兩個(gè)不同產(chǎn)品的照片;這兩個(gè)產(chǎn)品,一個(gè)是12”的引擎蓋進(jìn)氣口,另一個(gè)是50mm的進(jìn)氣導(dǎo)管。引擎蓋進(jìn)氣口是相對(duì)平坦且有清晰拐角的型面;而進(jìn)氣導(dǎo)管是非常起伏的型面,可展示預(yù)浸料容易的貼合復(fù)雜的形狀。這兩個(gè)產(chǎn)品,用其他工藝技術(shù)都是比較困難或難以實(shí)現(xiàn)的。
除了確保你將用到的模具是用適合的材料制作的,模具準(zhǔn)備工作與其他工藝大致相同。
因?yàn)楣袒瘻囟却蠹s為100℃,所以使用在此溫度下有效的脫模劑是非常重要的。大多數(shù)脫模蠟在此溫度下都不能使用,所以我們不建議這種預(yù)浸料工藝中使用脫模蠟。而應(yīng)該使用像半永久性這樣的化學(xué)脫模劑。確保模具清潔無污染。根據(jù)產(chǎn)品的使用說明書使用。
使用預(yù)浸料,一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是,特定的產(chǎn)品材料可以很精確的從成卷包裝材料上裁剪,以致最低限度減少浪費(fèi)。方法是做一個(gè)用于裁剪材料的樣板。對(duì)于一個(gè)特定的產(chǎn)品,你只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)(或一組)樣板;當(dāng)你做同樣產(chǎn)品的時(shí)候,這個(gè)精確的樣板會(huì)讓你的工作變得更簡單。
一種較柔軟的材料比如Coremat強(qiáng)芯氈,可用于制作裁剪波浪型面的樣板
可以用很多種方法制作裁剪樣板。第一種方法是,用一塊大的預(yù)浸料鋪到模具表面上,根據(jù)需要先軟化并且拉平直到完全覆蓋模具,再裁剪掉一圈多余部分;然后將材料從模具上揭下來,再次使它平整,在一張硬紙板或者相似材料上描出它的邊緣,保存起來以便以后使用。
簡單的型面比如引擎蓋進(jìn)氣口,可以用一張硬紙板簡單的制作裁剪樣板
簡單的型面比如引擎蓋進(jìn)氣口,可以用一張硬紙板簡單的制作裁剪樣板.
另一種方法,也可以用有延展性的織物(比如薄的Coremat強(qiáng)芯氈)來制作樣板,該材料可以在模具表面被拉伸鋪平整,并且可以切割或被標(biāo)記成最終的產(chǎn)品尺寸。這種軟的樣板可以直接使用,也可以轉(zhuǎn)移到更耐用的材料上。對(duì)于簡單形狀,用紙板就可以很容易制作。
確保體積層預(yù)浸料比表面層預(yù)浸料稍微小一點(diǎn),使得表面層的排氣通道是暢通的。
大多數(shù)情況下,鋪設(shè)表面層預(yù)浸料要比體積層寬幾毫米。這樣做的目的是為了確保表面層的真空路徑,表面層預(yù)浸料的特殊干燥面不會(huì)完全埋在內(nèi)部,確保產(chǎn)品在打真空袋時(shí),任何滯留的空氣可以被除去。在實(shí)際應(yīng)用過程中,表面層不需要總是比體積層寬。但目的是為了做出一個(gè)更好更重要的表層,通??梢栽陬A(yù)浸料上簡單的畫出比模板稍寬的表面層,而不需要為表面層做一個(gè)單獨(dú)的裁剪樣板。
制作樣板之后(或多張樣板),將其轉(zhuǎn)移到預(yù)浸料。如果預(yù)浸料放在冷庫里,在密封袋中解凍至室溫,然后從袋中取出使用。
用斯坦利刀片,以正確的角度在預(yù)浸料上劃。
對(duì)于體積層預(yù)浸料,可以在撕離膜的一面用馬克筆方便的劃線。
首先將樣板轉(zhuǎn)移到表面層預(yù)浸料,然后再到體積層預(yù)浸料。表面層預(yù)浸料僅一面有保護(hù)膜,并且該保護(hù)膜表面是蠟質(zhì)光滑的,很難用馬克筆劃線,所以推薦的做法是在干布一面用刀片或其他鋒利工具來刻痕。記得表面層輪廓要比體積層大一圈(幾毫米),以確保氣體排出去。標(biāo)記表面層時(shí),沿著樣板一周稍微多幾毫米去標(biāo)記,這一點(diǎn)很容易做到。
體積層預(yù)浸料的兩面都有保護(hù)層,并可以用馬克筆很方便地做標(biāo)記。這一點(diǎn)跟表面層不同。
表面層預(yù)浸料,很容易用專業(yè)的復(fù)合材料剪刀或常用剪刀來裁剪。
對(duì)于體積層預(yù)浸料,最好用斯坦利刀來裁剪。
標(biāo)記材料之后,就可以用斯坦利刀或剪刀進(jìn)行裁剪了。
跟多數(shù)預(yù)浸料不同,該表面層預(yù)浸料是單面的,需要用特定對(duì)待,將有樹脂膜的一面貼合模具。
小心地將表面層預(yù)浸料上的保護(hù)層撕離,僅有一面有樹脂膜。
表面層預(yù)浸料,僅在一面有一層特殊的樹脂膜,將貼合模具表面。
在模具平坦的區(qū)域,開始將預(yù)浸料貼合模具表面,一邊按壓一邊滑動(dòng)。
繼續(xù)溫柔的操作預(yù)浸料,使之貼合模具上的波浪型面。
首先,將預(yù)浸料保護(hù)膜細(xì)心的揭掉,樹脂膜一面朝下,放入模具中。將預(yù)浸料輕輕放平到模具上大的、平整的區(qū)域,然后輕輕拉,使材料平滑地覆蓋到更多復(fù)雜的區(qū)域。你可以發(fā)現(xiàn)用熱風(fēng)槍或者吹風(fēng)機(jī)可以有效地使預(yù)浸料變?nèi)彳?、易扭曲,更容易鋪層。?shí)際上你會(huì)驚訝預(yù)浸料在這方面是多么的可塑和有彈性,和干織物相比,你只需要一點(diǎn)耐心就可以將預(yù)浸料鋪到整個(gè)模具表面上。
用鈍的工具(通常是自制的)按壓預(yù)浸料緊密的貼合模具上的尖叫或拐角。
一旦鋪好之后,將任何多余的材料剪掉,使得預(yù)浸料不超過模具的法蘭邊。
當(dāng)鋪覆預(yù)浸料(表面層或體積層)時(shí),最基本的是確保材料貼合所有拐角而不能有任何“架橋”。因?yàn)轭A(yù)浸料的含膠量是精確控制的,它沒有多余的樹脂去流動(dòng)并填補(bǔ)任何缺口或空隙,所以讓預(yù)浸料非常親密的貼合模具所有表面是極其重要的。當(dāng)您第一次使用預(yù)浸料工藝的時(shí)候,很容易出現(xiàn)的問題就是產(chǎn)生氣泡缺陷。
有很多鈍器工具會(huì)幫助你將預(yù)浸料緊密貼實(shí)模具的角落,比如信用卡、刮冰器等。
像進(jìn)氣導(dǎo)管這樣的波浪型面,需要用熱風(fēng)槍慢慢的加溫,使預(yù)浸料更加柔軟。
為了在材料連接處建立筆直的接縫,可以用紙膠帶來標(biāo)記直線。
然后將表面層預(yù)浸料從模具上剝開,沿著紙膠帶裁剪材料。
然后另一邊重疊在裁剪邊上,可得到完美的接縫。
在裁剪微小多余材料的時(shí)候,復(fù)合材料小剪是非常有用的。
因?yàn)轭A(yù)浸料具有優(yōu)良的粘性,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它粘到模具表面,無需任何噴膠或者其他粘合劑,預(yù)浸料加熱后粘性略有提高,特別是如果你在較冷的條件下進(jìn)行鋪層。
體積層的鋪覆與表面層類似,因?yàn)轶w積層不會(huì)被看到,所以布的整齊性就沒有表面層要求嚴(yán)格。你還會(huì)發(fā)現(xiàn),即使較重430g的預(yù)浸料,看似難以操作,而事實(shí)上很容易扯拽或拉緊直到滿意為止??梢栽谛枰~外加固區(qū)域添加多層,并且可以根據(jù)需要使用對(duì)接或搭接。
剝?nèi)ンw積層預(yù)浸料兩面的保護(hù)膜
使用熱風(fēng)槍小心的加熱體積層預(yù)浸料,使其發(fā)軟并更易操作
跟鋪表面層一樣,鈍器工具用來按壓預(yù)浸料更貼合模具拐角
體積層預(yù)浸料比表面層稍微小一些,沿模具一周,表面層要比體積層延伸出將體積層牢固按壓到模具的所有區(qū)域是必不可少的,尤其是小角落。
多余邊角裁剪均勻
一旦你鋪覆了所有預(yù)浸料層到模具上,所有材料與模具都貼合(尤其角落處),就可以準(zhǔn)備開始真空袋工藝,其中第一層就是無孔隔離膜。
用之前預(yù)浸料樣板作為粗略的樣板來裁剪隔離膜,但是要確保大20-50mm
用剪刀或美工刀裁剪隔離膜
裁剪適當(dāng)大小的無孔隔離膜覆蓋在模具表面。你也可以使用切割預(yù)浸料的樣板來裁剪隔離膜,但要記得要比預(yù)浸料大一圈25-50mm.
鋪設(shè)隔離膜是一個(gè)快速和容易的過程,只需使預(yù)浸料不暴露。不用擔(dān)心隔離膜的皺紋很多,這完全正常,唯一重要的是在這個(gè)階段你確保隔離膜沒有架橋(如同鋪設(shè)預(yù)浸料和真空袋一樣)。為了沒有架橋,在模具的任何復(fù)雜型面或角落處,多布置些隔離膜。
隔離膜應(yīng)當(dāng)完全覆蓋整個(gè)產(chǎn)品,不用擔(dān)心它面積大而有褶皺,確保隔離膜不會(huì)繃緊而產(chǎn)生架橋。
用一些膠帶將隔離固定在模具上
因?yàn)楦綦x膜比增強(qiáng)物大25-50mm,所以隔離膜可能會(huì)伸出層壓件的邊緣。將伸出部分,包裹到模具背面,再用膠帶固定。但是不能把隔離膜拉緊去包裹,應(yīng)該讓其蓬松,這樣可避免“架橋”。
剪一塊足夠大的透氣氈,將整個(gè)模具包裹,保證仍有余量。同樣,也可以使用切割樣板來裁剪足夠大的透氣氈。另外,如果你要同時(shí)固化幾個(gè)產(chǎn)品,可以剪一大塊透氣氈來覆蓋所有產(chǎn)品。透氣氈用量可以大方一些,覆蓋在整個(gè)模具表面。透氣氈一般可以重復(fù)使用,所以不用擔(dān)心使用太多。
粗略的剪一些透氣氈來包裹產(chǎn)品。透氣氈應(yīng)該至少多裁剪60mm,這樣它便可以松散的包裹產(chǎn)品。
用一些膠帶將透氣氈固定至模具的反面。這也有助于封住模具的邊緣,以防止刺破真空袋。
當(dāng)在你的部件上鋪設(shè)透氣氈時(shí),應(yīng)注意確保有足夠的材料,特別是模具的任何角落,防止架橋。透氣氈厚厚的毛氈狀性質(zhì)使得它不能精確的被定位,所以你需要把它鋪在大致的地方。用一些膠帶固定透氣氈。
注意:當(dāng)使用信封式的真空袋時(shí),真空袋緊緊貼在模具正面和背面,因此在你抽真空之前確保模具背面沒有鋒利的邊緣是非常重要的,或者其他的任何東西都可能刺穿真空袋。如果你較晚意識(shí)到模具背面刺穿真空袋的危險(xiǎn),你可以鋪一層透氣氈在模具背面,而下一次要保證模具光滑。
用“信封式真空袋”包裹整個(gè)產(chǎn)品,替代了再模具法蘭邊上貼密封膠帶和打褶
當(dāng)制作中小型預(yù)浸料產(chǎn)品時(shí),最簡單的方法是使用這種“信封式的真空袋”,即真空袋包裹整個(gè)模具,而不是(單層膜)貼在模具法蘭邊上。這種方法有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):不需要考慮模具的氣密性;組合模的縫隙無需密封;可同時(shí)包裹幾個(gè)產(chǎn)品一起固化。
但是該方法的缺點(diǎn)有:使用更多的真空袋膜;放置產(chǎn)品時(shí)要更小心;大件產(chǎn)品用這種方法不實(shí)際??偟膩碚f,掌握信封式打真空袋需要了解這些因素。
當(dāng)裁剪真空袋時(shí),確保足夠多的數(shù)量。如果你之前沒有做過,可能不知道需要多少真空袋來包裹一個(gè)或幾個(gè)產(chǎn)品,特別要考慮模具復(fù)雜拐角部位需要準(zhǔn)備更多真空袋。一般來說,真空袋至少是產(chǎn)品正面各個(gè)方向的兩倍。
建議當(dāng)采用信封式真空袋時(shí),操作真空袋在桌子上移動(dòng),真空袋不小心被刺破。為此,我們建議使用一塊透氣氈或者其他柔軟材料墊在桌子上。這樣,真空袋就不大可能被刺穿了。
確保真空袋比產(chǎn)品足夠大。當(dāng)使用扁平管真空袋(LFT)時(shí),盡可能使用真空袋上現(xiàn)成的邊緣。
在這個(gè)階段,密封4個(gè)邊緣中的3個(gè)。仔細(xì)地按揉真空袋邊緣的密封膠帶,確保密封。
裁剪足夠大的真空袋薄膜,呈雙層,然后在周圍未密封的邊緣貼上密封膠帶。然后從一邊開始從頭到尾揭下膠帶。完成這個(gè)步驟一直到3個(gè)邊緣都密封好,留下1邊不密封,以便放進(jìn)產(chǎn)品?;ㄙM(fèi)一些時(shí)間確保膠帶始終牢牢黏住真空袋,檢查可能導(dǎo)致密封不嚴(yán)的縫隙或者空隙。
將產(chǎn)品放入真空袋內(nèi),面朝上
可以同時(shí)放置多個(gè)產(chǎn)品
小心地將一個(gè)或幾個(gè)產(chǎn)品從打開的、未密封的一邊裝入真空袋。確保每個(gè)產(chǎn)品之間的空隙以及真空袋膜充足。
放入真空嘴,并在真空袋上開一個(gè)小口,放在透氣氈上,透氣氈要連接到產(chǎn)品上,確保真空嘴已經(jīng)準(zhǔn)備好直接內(nèi)徑8mm的硅膠真空管。
如果你購買了碳纖維預(yù)浸料成型套裝,該真空嘴已經(jīng)配套了1/4真空閥和倒勾接頭(用于連接內(nèi)徑8mm硅膠管);但如果你使用的是其他的真空嘴或者分開購買的,確保你已經(jīng)有了隔離閥(1/4真空閥)和倒勾接頭。任何螺紋連接都要用到PTFE生膠帶確保氣密性。如果沒有PTFE膠帶,則不能密封。
透明的PVC真空管可以在真空壓實(shí)階段中使用,而只有硅膠真空管才能在烘箱中使用。
真空嘴,用來連接真空泵和真空袋。不會(huì)有樹脂污染真空嘴,所以它是長期使用的并經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的設(shè)備。
真空嘴需要放置在一小塊透氣氈之上,這一小塊透氣氈需要連接到產(chǎn)品,這確保了空氣可以自由的從產(chǎn)品中通過透氣氈和真空嘴被排出。如果你同時(shí)成型幾個(gè)產(chǎn)品,那么你可以裁剪多個(gè)小塊的透氣氈來連接真空嘴和各個(gè)產(chǎn)品。
從真空袋內(nèi)部用你的食指將真空袋頂出一個(gè)高峰
剪掉峰頂5mm,將在真空袋上留下大約12mm的圓孔
將真空嘴的螺紋部分穿過這個(gè)孔,在真空袋內(nèi)部放置真空嘴的另一個(gè)部分
將真空嘴的螺紋部分穿過這個(gè)孔,在真空袋內(nèi)部放置真空嘴的另一個(gè)部分
將真空嘴的兩部分緊緊的擰在一起。
將最后一個(gè)未密封的真空袋密封好,按揉密封膠帶
將沒有粘連的一側(cè)撕掉密封膠帶的包裝紙,用力的將真空袋與密封膠帶按壓緊以完成真空袋。通常要再次固定真空袋位置,以及確保真空嘴仍然放置正確,然后在真空袋中空余的部分在放入一小塊透氣氈,使得真空嘴以下的透氣氈與產(chǎn)品上的透氣氈能夠直接貼合。
在產(chǎn)品表面上,預(yù)留較大的、可松動(dòng)的真空袋,以確在復(fù)雜部分有足夠大的真空袋可運(yùn)用。如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)真空袋不夠大,那就請(qǐng)需要更換一個(gè)更大的真空袋了!
在預(yù)浸料工藝特別是非熱壓罐工藝過程中,最重要的一部分是抽真空的過程。真空袋制作的是否完美決定了產(chǎn)品的完美、不合格或一般。只有完整的真空壓力才能夠造就完美的產(chǎn)品。如果在真空袋中出現(xiàn)“架橋”,就會(huì)嚴(yán)重減少在材料中施加的壓力。在這些沒有充足真空壓力的部位,產(chǎn)品過程中會(huì)出現(xiàn)孔隙或針孔。
由于這些原因,為了達(dá)到更好的結(jié)果,在這個(gè)步驟上要更加關(guān)注并且花更多時(shí)間來確認(rèn)。當(dāng)你擁有了很多經(jīng)驗(yàn),才能花較少時(shí)間制造出完美產(chǎn)品。
用一根硅膠管或者是PVC管將真空泵與真空嘴鏈接好。記住在烘箱中只能使用硅膠管
在抽出部分空氣以后,開始去活動(dòng)真空袋的位置,特別是凹槽等復(fù)雜部位。
使用一根內(nèi)徑8mm硅膠真空管(或者PVC管,僅僅是當(dāng)沒有在烘箱內(nèi)時(shí)),將真空嘴與真空泵相鏈接。
將真空泵打開,開始抽真空。當(dāng)剛開始抽出部分真空時(shí),關(guān)閉真空泵或真空袋上的1/4真空閥以切斷真空,細(xì)心且用力的推動(dòng)和扯拽,使產(chǎn)品表面有足夠富余的真空袋。特別注意一些難處理的角落,一定要保證有較多的真空袋確保此部分不會(huì)架橋。
像凹槽等復(fù)雜部位,真空袋需要“褶皺”,越多越好!來回推拉或扯拽真空袋使其更加松弛。整個(gè)表面應(yīng)有足夠多的真空袋。
再次打開真空閥抽出部分空氣,并且重復(fù)這樣的步驟。直到完全抽真空之前一直這么操作。我們通常在達(dá)到完全抽真空前,需要重復(fù)4-5次開關(guān)真空泵以便調(diào)整真空袋。
產(chǎn)品被正確打袋后,再抽至完全真空。相當(dāng)多的褶皺表明兩個(gè)產(chǎn)品都有充足的真空袋。
在抽真空過程中,可以使用一些不鋒利的工具去推動(dòng)或調(diào)整真空袋,在強(qiáng)壓的控制下確保它能緊密的固定于每一個(gè)角落。要非常注意在整個(gè)過程中,你使用的工具沒有尖銳的邊緣,否則會(huì)刺穿真空袋,但是不用擔(dān)心真空袋會(huì)被推動(dòng)至破裂,因?yàn)檫@樣的情況還沒有發(fā)生過(我們的真空袋擁有400%的延展率)。
將刮冰刀,尺子和螺絲刀一類的工具用透氣氈包裹起來,以免在使用過程中造成破壞真空袋的危險(xiǎn)。
當(dāng)你對(duì)真空袋的壓實(shí)感到滿意時(shí),別忘了檢查密封膠帶,聽聽是否有漏氣的聲音。通常需要花費(fèi)一些時(shí)間去一遍遍的觀察找出細(xì)微漏氣的裂縫,這是非常有必要的,因?yàn)檫@個(gè)步驟需要非常嚴(yán)密的密封才能很好的完成此工藝。
開關(guān)真空泵或者真空袋上的真空閥,仔細(xì)聽真空泵聲音的變化。如果袋子密封嚴(yán)密,當(dāng)你開關(guān)真空閥時(shí),聲音不會(huì)有變動(dòng)。如果開關(guān)真空閥時(shí),聲音有變動(dòng),就明確表明有泄漏現(xiàn)象。無論大小或在袋子的什么位置(通常是已經(jīng)密封了,但是確實(shí)有一些地方或者袋子自身磨損了,而你實(shí)在找不到漏氣的地方而煩惱時(shí),不如從頭重新密封一遍。如果你忽略此過程中的小泄漏,那么最終的產(chǎn)品就必然不能達(dá)預(yù)期效果)。
如果袋子看起來密封嚴(yán)密,并且當(dāng)你開關(guān)真空閥的時(shí)候聽不到任何的變動(dòng)時(shí),你就可以準(zhǔn)備做真空泄露試驗(yàn)。
我們使用硅膠軟管的原因是硅膠在逐漸升高的溫度下不會(huì)變軟或者破裂,所以能在預(yù)浸料烘箱工藝中使用。如果你使用標(biāo)準(zhǔn)的PVC軟管(像樹脂導(dǎo)流中的軟管一樣),當(dāng)放入烘箱中溫度達(dá)到100℃時(shí),開始變軟并且自密封了,而切斷了真空。像之前討論過的,在預(yù)浸料的烘箱固化中也可以不連接真空,但是這樣出來的產(chǎn)品效果不是很理想。如果你在打算在固化產(chǎn)品過程中不連接真空,那么使用什么軟管就沒有關(guān)系了,因?yàn)檐浌懿粫?huì)接觸高溫。但是對(duì)于所有要放入到烘箱中的真空管,只能是硅膠或者其他耐高溫的導(dǎo)管。
最后確認(rèn)真空袋是否完全密封,需要進(jìn)行一次泄漏試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)?zāi)軌蜃R(shí)別出一些非常微小的超出觀察范圍的漏氣(如真空泵“聲音變化”觀察,泄漏指示器以及超聲波檢漏儀)。
當(dāng)真空袋完全抽真空后,關(guān)閉真空嘴上的真空閥,然后再關(guān)閉真空泵。等待30分鐘后,觀察真空袋的反應(yīng),它應(yīng)該看起來還是很緊致的。作為最后的檢查:打開真空泵,擰開真空泵上的真空閥,等待幾秒鐘讓自己熟悉真空泵發(fā)出的聲音,然后打開真空嘴上的閥門,如果真空泵聲音沒有變化,那么你已經(jīng)完成了一個(gè)氣密性非常好的真空袋。
如果有可能,我們建議在烘箱的側(cè)面連接真空軟管,那樣就可以在整個(gè)固化的過程中對(duì)產(chǎn)品持續(xù)抽真空;如果這樣做,一般很細(xì)微的泄氣就不會(huì)影響最后的產(chǎn)品,如果在真空泄露測試后真空袋仍然很緊,真空泵也可能發(fā)生極微小的聲音變化而沒有被發(fā)現(xiàn),這樣極微小的漏氣是可以接受的。如果在泄露測試后,明顯看出真空袋變松弛,那么你就必須找出漏氣的位置或者重新打真空袋。
如果你想在固化過程中不繼續(xù)抽真空,那么真空袋必須擁有極其嚴(yán)密的密封。當(dāng)固化時(shí)沒有抽真空的時(shí)候,任何細(xì)微漏氣都可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的失敗。
成功完成真空泄露試驗(yàn)后,就可以開始固化產(chǎn)品了。表面預(yù)浸料和體積層預(yù)浸料都可以在85℃和140℃之間固化。為了得到最好的產(chǎn)品,我們建議100℃溫度下固化8小時(shí)。更高的溫度會(huì)使產(chǎn)品固化的時(shí)間更短,但是需要更加專業(yè)特殊的模具(耐高溫);更高的溫度也會(huì)降低最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
確保烘箱中有支架或網(wǎng)板能放置產(chǎn)品。如果你使用的烘箱中是金屬絲支架,那么請(qǐng)你用透氣氈或柔軟、耐高溫的材料將其覆蓋,以確保其不會(huì)割破真空袋。將產(chǎn)品放置在烘箱的中間位置,以便產(chǎn)品四周的氣流良好。
烘箱加熱至100°C,確保真空袋是完全密封的,然后才可以關(guān)閉真空泵。
如果真空袋中同時(shí)放置多個(gè)產(chǎn)品,請(qǐng)將它們折疊起來…
使多個(gè)產(chǎn)品能同時(shí)在一個(gè)較小的烘箱中固化
固化時(shí)連接真空:
將真空泵放置在烘箱的外面,將硅膠軟管的一端連接在真空泵上,另一端穿過烘箱側(cè)板。將產(chǎn)品放入烘箱內(nèi),將硅膠軟管接連至真空嘴上的倒勾接頭。
打開真空泵,同時(shí)打開真空泵以及真空嘴上的真空閥,然后關(guān)閉烘箱門。仔細(xì)觀察(或聽)真空泵,確認(rèn)當(dāng)密封膠帶升溫發(fā)軟時(shí)真空袋不發(fā)生漏氣。事實(shí)上,一般情況下密封膠帶發(fā)軟后微弱的漏氣會(huì)自動(dòng)密封,但是這不是完全可靠的。
建議在烘箱外面的硅膠真空軟管上,安裝一個(gè)真空泄露指示器。
固化時(shí)不連接真空:
如果你在固化產(chǎn)品時(shí)不連接真空,將產(chǎn)品放入烘箱中并關(guān)閉箱門。
避免在預(yù)浸料固化過程中打開箱門(尤其時(shí)在8小時(shí)固化中)。8小時(shí)以后,打開箱門,拔下軟管(如果有的話),然后將產(chǎn)品從烘箱中拿出來。
將產(chǎn)品放置1-2小時(shí),待產(chǎn)品達(dá)到室溫,再脫模。當(dāng)模具還是熱的時(shí)候切勿脫模,因?yàn)檫@很容易導(dǎo)致產(chǎn)品表面產(chǎn)生“印透”效果。
幾秒鐘就可以將隔離膜從產(chǎn)品上剝下來
產(chǎn)品脫模非常輕松,用指甲或塑料片在固化后的產(chǎn)品邊緣滑動(dòng)
直接脫模后,這個(gè)汽車引擎蓋進(jìn)風(fēng)口產(chǎn)品有非常光亮的表面。
而發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管產(chǎn)品是無光的表面效果,因?yàn)槟>弑砻姹旧硎菬o光澤的。
當(dāng)模具達(dá)到了室內(nèi)的溫度后,可將真空袋、透氣氈和隔離膜從模具上剝?nèi)ィ缓缶涂擅撃A?。你?huì)發(fā)現(xiàn)拆掉真空袋、透氣氈、隔離膜非常簡便;真空袋和隔離膜可以扔掉,而透氣氈可重復(fù)利用。
為了能更加輕松的脫模,請(qǐng)從模具的邊緣處開始,可以使用不會(huì)劃傷的工具像是塑料刮片,將模具從一個(gè)邊角處撬開。
固化后的產(chǎn)品,現(xiàn)在可以開始用Dremel或類似的工具進(jìn)行切邊,也可用粗砂紙打磨邊緣。
在已固化的產(chǎn)品使用之前,有各種各樣的方法對(duì)其進(jìn)行表面處理。對(duì)于很多應(yīng)用,并不需要進(jìn)一步處理。對(duì)于高亮度的模具表面,產(chǎn)品脫模后直接就得到高亮的表面效果,這些產(chǎn)品可以直接投入使用。如果是這樣,這樣的產(chǎn)品也可以用非常細(xì)的拋光劑稍微拋光,再用黑色的汽車蠟打蠟保護(hù),使產(chǎn)品看起來非常棒。
如果你不進(jìn)行任何處理而直接使用產(chǎn)品,那么要知道環(huán)氧樹脂(該預(yù)浸料使用的是環(huán)氧樹脂)不是100%防紫外線(UV)的;如果長期暴露在陽光直射下,最終會(huì)產(chǎn)生褪色。對(duì)于競速產(chǎn)品(如賽車),這沒有問題,也不需要進(jìn)一步的處理;但是對(duì)于日用產(chǎn)品,推薦使用2K(雙組份)汽車清漆,為產(chǎn)品提供進(jìn)一步光亮、防紫外線和一般防護(hù)。
對(duì)產(chǎn)品噴漆/透明膠衣,首先需要用研磨塊或類似的細(xì)砂紙打磨表面以清除任何殘留的脫模劑,而確保漆層的附著力。你將發(fā)現(xiàn)在復(fù)合材料表面做清漆/透明膠衣,需要噴漆、磨平、噴漆在磨平,以達(dá)到最佳效果。
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