影響流速和流道的因素包括:原材料、導(dǎo)流介質(zhì)、鋪層和真空度等。兩種速度必須相當,如果流動前鋒一旦匯合,就很難排出所包裹的氣體,在微觀層次上排除氣體要受到樹脂粘度和纖維束周圍表面張力的影響。
研究發(fā)現(xiàn),高滲透率導(dǎo)流介質(zhì)的應(yīng)用,大大縮短了充模時間,樹脂在導(dǎo)流介質(zhì)中流動大大快于在預(yù)制件中的流動,但二者的差距保持一個恒定值,充模時間只是導(dǎo)流介質(zhì)滲透率的函數(shù),受預(yù)制件滲透率的影響很小。導(dǎo)流介質(zhì)的應(yīng)用使充模時間減少50-80%。
在工藝中要防止由于不合理鋪層等導(dǎo)致的“短路效應(yīng)(cutline)”,在這些低阻力區(qū),樹脂流動速度會增加10-100倍,從而使工藝不能在預(yù)想的情況下進行。
目前有相當多的軟件可模擬真空導(dǎo)入工藝中的流動過程,包括樹脂流動前鋒的位置和圖樣,可預(yù)先發(fā)現(xiàn)工藝中潛在的問題,并使工藝達到最佳化。
3. 2預(yù)制件的壓縮行為研究
在真空導(dǎo)入工藝中,還要知道最終產(chǎn)品的厚度和纖維含量。由于真空袋是柔性的,不能直接控制產(chǎn)品的厚度,產(chǎn)品厚度及纖維含量和預(yù)制件的壓縮行為有關(guān),包括纖維在壓力下的壓縮和松馳行為,以及纖維和樹脂間的相互作用。
試驗表明,產(chǎn)品厚度是隨著樹脂的流動方向改變的,離真空源越遠,樹脂含量越高,相應(yīng)纖維含量越低(產(chǎn)品越厚)。在VARIM工藝中預(yù)制件受到的外壓是大氣壓(P
atm) ,這個壓力由樹脂壓力(P
r)和纖維結(jié)構(gòu)支撐(P
f)(公式2)。
P
atm=P
r+P
f (2)
樹脂在進口處的壓力為1個大氣壓,其流動前鋒的壓力為零,樹脂壓力從出口處到進口處,其壓力是從零到1個大氣壓的分布,離開出口處越遠樹脂壓力越大,相應(yīng)預(yù)制件受的壓力越小,纖維受壓縮也越小,厚度也較大(圖4)。在樹脂到達出口處后,關(guān)閉樹脂進口,而繼續(xù)保持真空出口,使樹脂壓力穩(wěn)定地減少,從而使預(yù)制件進一步壓縮,可減緩厚度不均的現(xiàn)象。