测试一下你的真空装袋知识
介绍
图片来源:IStock Photo
真空装袋是一种在层压板固化过程中产生机械压力的技术。对复合材料层压加压有几个功能。首先,它去除层与层之间的空气。其次,它压实了纤维层,在纤维束之间有效地传递力,并防止在固化过程中纤维取向的转移。第三,降低湿度。最后,也是最重要的一点,真空装袋技术优化了复合材料中纤维与树脂的比例。多年来,这些优势使航空航天和赛车行业能够最大限度地提高碳、芳纶和环氧树脂等先进复合材料的物理性能。
什么是纤维到树脂的最大化,为什么它很重要?
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复合材料越来越多地被使用的原因是它们提供的强度重量比优势。获得这些优势的关键是最大化纤维与树脂的比例。加固(玻璃纤维,芳纶纤维b®,碳等,在纺织州并不是特别强。此外,热固性树脂,如聚酯和环氧树脂是相当脆,如果固化没有增强。如果层压板中存在多余的树脂,则层压板将具有更多的树脂性能。如果树脂存在过少,补强干燥的地方就会出现薄弱点。为了优化树脂含量,整个钢筋必须用树脂饱和,尽量少过量。“挤出”多余树脂以获得最大纤维-树脂含量的技术是真空装袋.
多少树脂最合适?
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通常情况下,手工层压板使用超过100%的织物重量树脂.一种精密的航空复合材料层压材料的回收率只有40%。确定给定层压的完美组合是一个复杂的工程问题,超出了本手册的范围,但良好的目标是60%的树脂含量。重要的是要认识到,干点比富含树脂的区域“更弱”,纤维到树脂的最大化是相对于“现实生活”的制造商和他或她改进零件的能力而言的。
他们做什么是我做不到的?
通常,坚持最大纤维到树脂含量的公司使用高压灭菌器来提高零件和/或模具周围的温度和压力,同时固化这些高性能零件。高压灭菌器可以将层压板上的压力提高两到三个大气压。虽然这可能是相当可取的,一个高压灭菌器是昂贵的,不容易提供给一般公众。本手册假定正在改进室内固化、手工层压板,并且没有可用的高压灭菌器。
什么是大气?
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真空装袋给系统增加一个大气压。虽然这项技术相对便宜且容易操作,但了解大气压力的原理以及如何测量它是值得的,这样您就可以知道您的系统是否有问题。
环绕地球的大气层可以被认为是低压空气的储存库。这种低压空气有重量,它施加的力随温度、湿度和海拔的变化而变化。在海平面上,均匀的压力等于14.7磅/平方英寸或29.92英寸的水银柱。汞(Hg)。顾名思义,真空装袋是一种制造真空的技术;在开放气氛和封闭系统之间的一种不透气的屏障。当真空袋首先是密封的,屏障两侧的空气压力等于大气压力。当用真空泵将空气从封闭系统中抽走时,袋内压力降低,而外部压力保持在14.7 PSI(约30”Hg)。在气囊内的封闭系统和开放大气之间产生压力差。正是这种压力差提供了如此理想的均匀机械夹紧力。即使是复杂的形状也可以在接近完美真空的30“汞柱的压力下夹紧。
建立真空系统
创造成功的第一步真空装袋系统就是要选择优质的真空泵。泵通常是由电机的马力、抽气机构的类型(旋转叶片、隔膜、活塞等)、每分钟排出的空气量(CFM)和可达到的最大真空压力(英寸汞柱)来评定的。为了获得最佳效果,建议将袋的大小、所需的真空度和最终压力与泵的压力相匹配。虽然较小的泵通常可以在大型系统上达到所需的真空水平,但要达到该水平需要更长的时间。此外,如果泄漏存在于超过泵的CFM额定值的系统中,即使是部分真空也很难实现。如果泵不能在五到八分钟内达到完全真空,泵可能太小了。确定正确的泵的应用是基于平方英尺的模具,它必须包围。通过在封袋和施加真空之前尽快将袋中尽可能多的空气挤出来,可以大大减少泵的工作量。
产品清单
项 |
描述 |
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0.28马力组合压力/真空泵 |
这种无油真空泵是完美的基本真空装袋应用。它安静、小巧、便携!虽然它不是为连续使用而设计的,但这种泵非常适合完成一个小而快速的项目,需要真空的时间不到2小时。 |
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0.3 HP旋片真空泵 |
这种无油旋转叶片真空泵是理想的应用在小商店和大学,其中零件尺寸和形状不断变化。 |
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工业。56马力真空泵 |
这种重型小狗适合几乎任何尺寸的真空装袋或树脂注入应用。它被设计为连续运行,几乎不需要维护——非常适合在繁忙的商店中处理工作负载。 |
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商用1.2 HP旋片真空泵 |
在两倍的马力和三倍的CFM我们的商业真空泵,这100%无油旋转叶片真空泵是专为重型应用,可以同时处理多个真空装袋和输液项目。2022年世界杯预选赛直播 |
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配件及连接件
接下来,泵肯定是和袋子相连的。虽然配置可以修改以适应特定的应用,但基本连接如图a所示。泵通过管道连接到袋上。在选择管材时,首要考虑的是它在真空状态下不会坍塌的能力。需要油管和泵之间的连接器以及将油管安装到袋中的方法。所有连接必须尽可能紧密,以保持真空。我们选择了一系列连接器,这些连接器都适合,本手册的其余部分将参考我们的零件号来解释配置。但是,这些原则可以应用于各种连接器和方法。
的#891-A真空联轴器在袋和油管之间建立无泄漏的连接。该袋是准备插入联轴器切割1/2英寸“X”到袋本身。真空联轴器本体从内部压过薄膜。1/2”的切口将扩大到适合3/4”的配件,但必须谨慎,以确保它不会进一步撕裂。然后将锁紧螺母螺纹插入到连接体上的位置,连接就完成了。联轴器周围的任何撕裂或缝隙都必须用密封胶带堵塞。
的#893真空管然后可以切割,以适应从泵到真空联轴器。这种管子适合于联轴器以及我们泵提供的配件。如果您的管道在这些连接中的任何一个尺寸不同,您将不得不修改您的设置,以确保在任何连接点都不会失去真空。
在26”汞柱以下,通常不需要在这些连接处额外夹紧。但是,如果这些连接件在接近20”汞柱的真空水平下使用,则可能需要夹紧以防止泄漏。
产品清单
项 |
描述 |
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真空连接器 |
使用真空允许一个可重复使用的,无泄漏的真空端口在基本真空装袋安装。 |
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真空管道 |
在选择真空管时,重要的是材料可以承受与真空循环相关的压力。 |
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添加真空计
除了上面描述的最基本的系统之外,还有一个真空计或者一个真空计监管机构可以安装在系统中。使用真空计的主要优点是可以直观地检测泄漏并知道泄漏已被消除。此外,在零件制造过程中获得的真空压力的准确记录也可以被记录下来。在每个真空水平上经过的分钟的准确记录数据将帮助您复制和磨练您的制造技能。
一个真空计例如我们的#896可以通过三种不同的方式插入系统。首先,也是最简单的,压力表可以直接连接到泵上。第二,压力表可以连接到真空泵上,第三,压力表可以直接安装在袋子里。
产品清单
项 |
描述 |
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真空计 |
使用真空计将允许您测量和控制真空装袋应用的真空压力。 |
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在没有卸压装置的泵上安装真空表
压力表可以直接安装到泵使用连接器,如我们的#898-A t型附件组件.该连接器提供3个组件:aT-Attachment,一个黄铜接头连接到泵和软管倒钩连接到油管。这种设置允许在整个系统中精确测量真空压力。然而,仅使用量规和t型附件是有限制的。虽然你将能够识别和堵塞泄漏,但你没有任何机制来降低真空压力。如果你想从全真空调整下来,有必要有一个泄气阀总成.
产品清单
项 |
描述 |
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T-Attachment |
一个t型附件将使您的工作更容易,当设置真空计。耐用的黄铜配件配备了三个端口。简单地把公螺纹配件直接拧到你的泵上,真空表在顶部,管子在倒钩上安装第三端口。 |
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向系统中添加真空安全阀
一个泄气阀总成比如我们的# 902 -会被安装而不是T-Attachment组装.的连接器真空计除了读数外,还可以调节真空度。在固化周期的初始阶段,有时只使用部分真空是有益的。如果在树脂开始凝胶之前应用全真空,则可能会从层压板中抽出过多的树脂。这可以留下一个干燥,树脂饥饿的表面,这将是一个固有的弱点,在完成层压板。在这一早期阶段,为了适当压实复合材料层,通常需要部分真空,但完全真空要推迟到薄树脂部分开始凝胶化。此时,多余的树脂仍会被吸掉。的#902排放阀总成是打算直接线程到真空泵使用附加的黄铜配件。尼龙软管倒钩出口从端口直接对面的黄铜进口端口,是这个真空管的工会。真空表螺纹连接到泄放阀总成的顶部。铁氟龙胶带必须在所有螺纹接头上使用,以确保密封无泄漏。
产品清单
项 |
描述 |
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Bleedoff阀 |
这种耐用的黄铜接头使制造商能够更好地控制真空源处的空气压力。排泄阀安装在黄铜管件的底部,带有一个可调节的螺钉,用于控制气流。 |
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安装真空计到袋中
最后一种规格附件是包本身。了解单个袋子内的真空压力通常是有益的。这也是测量袋内压力最准确的方法。由于摩擦空气阻力,系统中会损失一些压力,远程压力表位置只记录到达袋子的压力。在采用多个袋子的系统中,压力表可以测量每个袋子中的压力。当袋子在不同的真空水平下操作时,这尤其有用。使用一个#909-A双向关闭阀,也可以控制从泵到袋的气流。然后压力表会指示是否存在泄漏,以及何时需要再次打开阀门以保持所需的压力。在袋子里支撑和密封量规#910-A贯穿袋真空连接器是必要的。连接器穿过包装袋并拧紧。特氟龙胶带放在真空表的螺纹上,压力表螺纹连接到连接器上。
产品清单
项 |
描述 |
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双向关闭阀 |
双向关闭阀是一种简单的方法来控制真空袋上的真空压力,无论是限制空气流动还是完全密封袋。 |
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贯穿袋真空连接器 |
贯穿袋连接器允许制造商直接从真空袋抽空气与传统的空气室。末端的钢制接头允许快速和容易的安装,并且可以拆卸以安装软管杆以抽气。 |
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多袋或多端口应用
有可能有一个以上的袋子在同一时间从一个泵工作。也有可能(尽管通常不是必需的)将多个端口放入单个包中。为了从单个泵中引导多根油管# 906 -一个支管或#907-A等角Y型接头是必要的。接头插入在泵还有油管连接。多个真空联轴器,压力表等将完成设置。
产品清单
项 |
描述 |
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支管 |
这种t型配件允许制造商在单个泵上拉下两个袋,或者在单个袋中安装多个端口。 |
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等角Y拟合 |
同样间距的锯齿形臂,y型接头比t型接头占用的空间更小,同时仍然允许制造商抽出两个袋子或在一个袋子上安装多个端口。 |
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真空装袋工艺
在采取某些措施确保其移除后,可以将典型的湿式层压板和相应的母模放入真空袋装组件中。首先,一个上映电影或复合材料必须覆盖与树脂接触的任何部分。在模具的任何深度或难以触及的部分留下多余的松脱材料褶皱,以保证材料不会桥接或被拉过角落。一个空隙会在材料下面留下一个气穴。如果该部分太复杂,有释放覆盖均匀,部分可以切割和应用单独的轮廓。然而,各层必须在所有接缝处重叠,以确保充分的保护。类型释放层根据所需的表面纹理和组件的树脂含量而变化。如果内表面要涂漆或有另一层粘合,将使用剥离层。剥皮层也将允许多余的树脂通过它,并被吸收在泄料。如果需要光滑的表面,则应使用脱模膜。穿孔脱模膜将允许多余的树脂通过,而非穿孔脱模膜将树脂保持在成型部件中。
下一层要添加的是泄漏/呼吸材料.顾名思义,这种材料提供了两个重要功能。首先,它从层压板上吸收多余的树脂。其次,正是这一层保证了真空在袋内的均匀分布。通过滚动或折叠呼吸机到紧密的区域,空气流动在袋内可以定向,以确保真空是在相对于泵入口的边缘实现。呼吸层也可以用来施加压力,在模具的难以达到的区域,将轧制或折叠的部分深入到尖锐的角度或凹槽。同样,在所有紧绷的半径处必须有多余的透气布,这样桥接就不会发生。最后,泄漏/通气层必须延伸到真空联轴器的位置,在那里三层保证袋接头不会从零件上密封。刚才描述的真空装袋材料几乎可以用于任何需要增加压力的湿式层压。然而,有三种主要的方式固定袋本身。下面将逐一介绍。
产品清单
项 |
描述 |
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脱膜和剥离层 |
脱模膜和剥离材料覆盖在与树脂接触的任何部分。一旦装袋过程完成,它们将有助于为您的层压板提供光滑,一致的表面光洁度。 |
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呼吸和出血 |
在真空装袋过程中,透气放料有两个用途。作为一个呼吸器,它允许真空压力均匀地施加在层压板的整个表面区域。作为放料剂,它将吸收在铺层过程中应用的多余树脂。 |
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安装真空计到袋中
首先,袋子可以完全包围模具和层压板。如果零件足够小,它可以简单地插入一个管型聚乙烯袋真空耦合配合,并与两端密封配合密封胶磁带.如果该部件对于现有的管式袋来说太大,您可以自己制作,方法是在三个边缘连接两张装袋膜,插入该部件和真空联轴器,然后密封最后一个边缘。如果必须建造这么大的袋子,成本可能会保证将袋子直接密封到模具法兰上。
如果一个零件最初被设计为真空成形,模具可以在这个过程中帮助。基本上,一个三到五英寸的法兰可以围绕模具的整个周长构造。这为密封胶带的应用奠定了坚实的基础。当密封胶带附着在模具的法兰上时,可以使用单面袋装膜。这个系统的另一个密封屏障是模具本身。就像释放层和呼吸材料一样,袋装膜必须到达所有槽的底部并完全进入所有角落。正是这一层施加了来自外部大气的压力。即使所有先前的层被正确应用,如果这个装袋膜桥的差距,没有压力将被应用到该地区的部分。虽然可拉伸装袋薄膜在生产中使用,但它们不能代替充分的预先考虑和准备在装袋材料中的褶子和褶。褶子或褶是套袋材料的环状聚集,在那里遇到尖锐的轮廓或边缘。 Sealant tape must be used to fill the loop. The pleat extends perpendicular to the path of the flange, and three to six inches of pleated material will generally give the necessary clearance.
最后一种形式被称为表面装袋。这种方法用于在平板状表面进行层压,或在轻微弯曲的表面(如飞机机翼的前缘)进行混合修复。很简单,按照预定的层压时间表组装或修理零件,并添加剥离层压和呼吸剂。在修复的四周,密封胶带贴在基础结构上,在所有四个角都有一英寸的重叠。接下来的1/2“X”被切在装袋膜,和真空耦合被插入。纸条每次从密封胶胶带的一行中取出,并将袋子附着在暴露的密封胶上。一旦袋子到位,真空应用。
A看基本知识
真空装袋不必是一个极其复杂的过程。一个想要提高他的强度重量比的制造商通常会发现一个简单的真空袋结构有很大的好处。随着过程的细化,项目变得更加复杂,或者随着制造更大的部件,技术2022年世界杯预选赛直播可能变得相当复杂。不幸的是,这些复杂的技术已经吓跑了很多人,让他们不敢使用这种有效的方法来改善他们的手部层压板。
我们鼓励您选择合适的泵,以确保您的所有部件都能正确地组合在一起,并练习一些简单的部件,以尽量减少任何“学习曲线”错误的成本。