新型可重复使用的低成本产品成型真空改进系统

摘 要：目前，复合材料快速发展，新方案新工艺迭代推出，产品美观度及成型要求都在提高，对产品质量性能不断提出新的要求，真空成型工艺逐渐作为首要考虑因素；特别在成型大型产品时，真空成型时所用真空系统多而复杂，对操作要求较高，本文即根据该情况对真空成型系统进行改进，该改进可大幅减少真空管的使用量，减少真空系统的泄露和便于真空控制，同时提高成型产品的质量。

关键词：复合材料；真空成型系统；改进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.009

目前大部分厂家在生产风电机舱罩及导流罩产品时所用真空系统各不相同，有集中式和独立式两种。集中式特点：真空泵少，管道布置方便，现场不乱，但需要规划好现场布局及工艺流程，此外一次同时生产的产品不能太多，以防压力降低过多，使真空压力过低，造成产品成型困难；独立式特点：可以根据现场布局及工艺流程调整布局，作业方便，但现场较乱，所用真空设备多，设备维护保养压力大。

不管是集中式还是独立式，产品在真空成型过程中，从真空灌上的抽气口到产品抽真空区域中间为防止树脂抽入真空设备内，需增加集树脂桶，然后从树脂桶上分出数根所需的抽气管来抽灌注树脂。如下图1所示：

1 目前主流风机对真空系统要求

目前主流风机都在2兆瓦以上，所需机舱罩的外形尺寸都很大，长度在10米以上，宽度及高度大部分都超过4米，如果是分片结构，成型难度较低，如果是上下整体结构成型难度较大，每一片的面积都在70平米以上，对真空抽气系统要求较高；同时为完成一片产品的生產，所用的抽气管也较多，如果抽胶过程中抽气管中抽出较多树脂，既影响产品质量又造成抽气管浪费。为解决和改善该问题，特提出了“一种新的低成本可重复使用的风电机舱罩及导流罩产品成型用真空改进系统”。

2 原系统说明

原系统如图2所示：从真空泵出来的抽气管接到集树脂桶上，然后从集树脂桶分出需要的抽气管来满足产品真空成型需要。其中E-1：真空泵；P-1：连接主管道1；E-6：真空灌；V-1：球阀；P-9：连接主管道2；E-7：集树脂桶；P-10、P-11、P-12、P-13、P-14为抽真空所用的分路抽气管。在产品灌注完成后，固化的树脂会堵塞抽气管，如果检查不到位，再次使用时会造成局部不抽气，注胶困难或注胶不完全，同时堵塞的抽气管难以再次利用，每天的浪费很大，尤其是模具较大时，每一根管的长度都在10米左右，浪费的管还造成资源浪费和环境污染。

3 新系统说明

新的抽气管如图3所示：E-1：真空泵；P-1：连接主管道1；E-6：真空灌； V-1：球阀；P-2：无缝钢管；E-3、E-4、E-5：小集树脂桶；V-2、V-3、V-4：球阀；P-3、P-4、P-5、P-6；P-7、P-8为抽真空所用的分路抽气管。新的抽气系统为：在模具两侧焊接无缝钢管，无缝钢管两端密封，并在端部增加抽气连接球阀，同时在需要抽气的地方打孔并安装球阀，做好后做管道的密封保压测试，保压测试通过后，将从真空泵出来的抽气管接到无缝钢管端部的阀门上，把需要抽气的地方的球阀用抽气管和集树脂桶连接，然后从集树脂桶分出若干气管和模具抽气口连接，此时所用抽气管的长度只要满足连接抽气管即可。在成型过程中，即使有树脂进入抽气管，树脂也会进入集树脂桶，不会堵塞球阀和管道。

改进后，抽气时所用抽气管的数量将减少80%左右，并且系统可重复使用，维护保养方便省事，减少作业过程中的浪费，避免了因抽气管变形及堵塞所造成的产品成型缺陷。

参考文献：

[1]张景雯.液体成型技术在国内宽体客机的应用[J].科技创新导报，2016（22）：11-13.

[2]徐竹.复合材料液体成型工艺的发展及应用[J].合成材料老化与应用，2016，45（02）：83-86.

[3]刘亚男.一种新型泡沫填充T型加筋壁板液体成型共固化工艺研究[J].航空制造技术，2018，61（04）：74-77.

作者简介：高新阳（1978-），男，山东德州人，本科，中级，研究方向：机械及复合材料制作。