說(shuō)到真空灌注工藝，大家首先想到的可能是船體和風(fēng)力葉片的應(yīng)用。但除了海洋和風(fēng)能之外，其他市場(chǎng)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向這類制造方法制造產(chǎn)品——比如備受矚目“明信片：9/11”紀(jì)念碑。

這座紀(jì)念碑位于紐約的斯塔頓島，紀(jì)念在9/11恐怖襲擊和1993年世貿(mào)中心爆炸案中喪生的居民。該紀(jì)念碑有兩個(gè)獨(dú)立的40英尺高的類似于翅膀的墻壁。高聳的白色墻壁最初是用混凝土設(shè)計(jì)的，但建筑師和工程師改用 GFRP 來(lái)建造堅(jiān)固的弧形面板，以抵御海風(fēng)和海水。

紀(jì)念碑只是 VIP 的一個(gè)例子，VIP也被稱之為真空樹(shù)脂灌注。該制造工藝在90年代地位突出，當(dāng)時(shí) TPI 技術(shù)獲得了西曼復(fù)合材料樹(shù)脂灌注成型工藝 (SCRIMP) 的專利。該技術(shù)的發(fā)明是為了滿足美國(guó)海軍項(xiàng)目的苛刻要求。從那時(shí)起，相關(guān)復(fù)合材料公司開(kāi)始轉(zhuǎn)向 VIP工藝，這是一種使用真空壓力將樹(shù)脂注入層合板的閉模工藝，適用于從火車和防彈板到游泳池和工業(yè)部件的所有事物。

美國(guó)Polynt復(fù)合材料公司的產(chǎn)品和應(yīng)用專家阿什利·鄧肯說(shuō)到，灌注樹(shù)脂已經(jīng)存在了幾十年，但該行業(yè)一直在改進(jìn)并且材料也在不斷增強(qiáng)。

好處多多

真空灌注工藝具有諸多優(yōu)勢(shì)，其中許多已為人們所熟知。與開(kāi)放式成型工藝相比，VIP可提供高質(zhì)量、更一致的零部件。但也有一些不太為人知的優(yōu)點(diǎn)。

由于樹(shù)脂含量下降，纖維比例隨著真空灌注而上升。纖維現(xiàn)在承擔(dān)了所有的工作，這使得零件更加堅(jiān)固。這使得人們可以考慮三明治技術(shù)，這在過(guò)去可能是不可能的。最終，這也將制造出更輕、更堅(jiān)固的產(chǎn)品。

零件的一致性源于真空灌注工藝提供的高度控制，這是開(kāi)放式成型工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。業(yè)內(nèi)資深人士兼咨詢師安德烈?科奎特回憶起多年前與一家大型造船公司合作的經(jīng)歷，這家公司最開(kāi)始對(duì)VIP持懷疑態(tài)度。

科奎特說(shuō)到，他們聲稱采用開(kāi)放式成型工藝可將船體重量差別控制在船體毛重的5%以內(nèi)。但當(dāng)我說(shuō)服他們進(jìn)行審計(jì)并對(duì)一些船體進(jìn)行稱重時(shí)，他們的平均重量差異從未低于10%。如果你有一個(gè)10000磅重的船體，那就是1000磅。該公司轉(zhuǎn)而使用VIP技術(shù)。隨著技術(shù)人員在工作中學(xué)習(xí)此項(xiàng)新技術(shù)，最初的變化平均在100到250磅之間。在經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員的幫助下，一艘重達(dá)2000磅的船體的平均差異可以降至25到50磅。

此外，一致性還有另一個(gè)好處。當(dāng)零件更一致時(shí)，在裝配的后期，它們就更容易組合組裝在一起。

但也許VIP最顯著的優(yōu)勢(shì)是工作環(huán)境的改善，在當(dāng)今的商業(yè)環(huán)境中，顯得尤為重要。改善工廠的工作環(huán)境有助于公司吸引更穩(wěn)定、更優(yōu)質(zhì)的勞動(dòng)力，并能更好地留住員工。與開(kāi)放式模具噴涂相比，使用封閉式工藝幾乎消除了VOC和HAP的排放，這可以幫助公司降低監(jiān)管成本。

VIP的另一個(gè)好處是減少了模具占用周期時(shí)間，這也對(duì)勞動(dòng)力產(chǎn)生了影響，這引起了追求精益運(yùn)營(yíng)公司的注意。

VIP的演變

雖然真空灌注工藝是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但仍有進(jìn)步的空間。

市場(chǎng)的變化與其說(shuō)是一場(chǎng)革命，不如說(shuō)是一種演變。新的增強(qiáng)材料具有更高的滲透性和流動(dòng)性，并有適用不同工藝的材料。例如，將剝離層離型膜和流動(dòng)介質(zhì)結(jié)合在一起的組合產(chǎn)品，這減少了安裝和拆卸它的勞動(dòng)力。

供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了其他產(chǎn)品來(lái)克服VIP面臨的挑戰(zhàn)之一——打造A級(jí)表面。

使用VIP工藝，纖維含量要高得多，因此纖維更接近模具表面，這就會(huì)導(dǎo)致變形或纖維透印。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，現(xiàn)在有了低剖面樹(shù)脂，可以給你更好的外形和更低的放熱。

芯材也進(jìn)行了調(diào)整。例如，供應(yīng)商在芯材中增加了凹槽，以消除流體介質(zhì)成本。一些設(shè)備，如戴鉑的應(yīng)用中心，可以應(yīng)用作為輪廓切割和樹(shù)脂分布器的凹槽。此外，輔助用品也有了發(fā)展，有了更多的現(xiàn)成物品。此外，模具外的材料——比如進(jìn)料管道和真空管道——現(xiàn)在更容易接觸到預(yù)制的材料。

隨著材料的改善，進(jìn)入海洋和風(fēng)能以外市場(chǎng)的機(jī)會(huì)也在增加。工裝是制造商需要考慮的一個(gè)應(yīng)用。

隨著越來(lái)越多的人將封閉模具納入他們的制造過(guò)程，他們也意識(shí)到也可以使用它來(lái)制造模具。使用樹(shù)脂灌注制造玻璃纖維模具與使用樹(shù)脂灌注生產(chǎn)零部件具有相同的優(yōu)勢(shì)。例如可以提高模具質(zhì)量。樹(shù)脂灌注模具可以更快地構(gòu)建層壓結(jié)構(gòu)和夾芯結(jié)構(gòu)，并在需要的地方特定加載，同時(shí)提供出色的層壓板固化結(jié)構(gòu)和最大限度地減少空氣空隙，特別是在芯材周圍。

認(rèn)識(shí)到模具制造的潛力后，美國(guó)Polynt復(fù)合材料公司擴(kuò)大了其Optiplus?生產(chǎn)線，包括灌注模具樹(shù)脂系統(tǒng)。與開(kāi)放式模具系統(tǒng)相比，它具有出色的尺寸控制、改進(jìn)表面質(zhì)量和更高的玻纖含量的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)還提供了更好的耐熱性，這有助于延長(zhǎng)模具預(yù)期壽命。

最終應(yīng)用領(lǐng)域也在增加。航空航天是見(jiàn)證VIP增長(zhǎng)的一個(gè)市場(chǎng)。該市場(chǎng)幾十年前就認(rèn)識(shí)到了這一過(guò)程的好處。然而，材料、輔助產(chǎn)品、技能和知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?，F(xiàn)在時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。有專家表示，航天領(lǐng)域的注入比人們意識(shí)到的要多。它用于座椅靠背和其他必須是高性能、低重量的產(chǎn)品。

另外，交通和休閑車市場(chǎng)也準(zhǔn)備迎接VIP。但這真的是一個(gè)很難解決的問(wèn)題，因?yàn)樵谶@個(gè)行業(yè)里，傳統(tǒng)使用材料還是以金屬為主，但制造商已經(jīng)看到了復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。他們可以得到像卡車側(cè)壁和地板這樣的大塊材料，這些材料都是包含芯材，所以它們同樣堅(jiān)硬。

專家建議

主要考慮以下建議:

此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)編譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。