使用半渗透膜的真空浸渍制造技术

通过真空浸渍生产由纤维复合材料制得的椭圆形壳体件的方法，其中纤维材料用液体聚合物浸渍。使用具有模腔的模具，其中放置具有第一侧面（１）和第二侧面（２）的纤维插入物（３），所述纤维插入物包括多个纤维层和分散层（４），与纤维层相比，所述分散层对于聚合物来说允许较高的流速。将半渗透膜（５）置于纤维插入物的第一侧面（１）的对面，所述半渗透膜基本透气且基本不渗透液体聚合物，并和真空源相通。将分散层（４）置于两侧具有纤维层的纤维插入物（３）内，并由半渗透膜（５）对面的区域（６）截断。液体聚合物通过进入通道（７，８）流向分散层（４），因此在分散层（４）和第二侧面（２）之间产生流峰（９，１０），所述流峰通过中间区域（６）朝半渗透膜（５）移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如权利要求1前序部分所述的方法。因此本专利技术涉及通过VARTM((vacuum assisted resin transfer moulding，真空辅助树脂压铸)生产纤维复合模制物的方法，其中也称为树脂的液体聚合物被填充入模腔，在模腔中已经预先放置纤维材料插入物，在模腔中施加真空，因而抽吸聚合物。聚合物可以是热固性或热塑性的。
技术介绍
真空浸渍是用来模制纤维复合模制物的方法，其中均匀分布的纤维层叠在模具的一部分内，所述纤维是粗纱，即纤维带束，粗纱带或毡片(mats)带，它们或是由单纤维粘结制成的毡片或由纤维粗纱编织的毡片。随后将第二模具部分放置在纤维材料上方，该部分通常由有弹性的真空袋制成。通过在模具部分内侧和真空袋之间的模腔产生真空，一般为全部真空的80％-90％，液体聚合物被抽吸并填充包含纤维材料的模腔。为了尽可能彻底并高效分布聚合物，在真空袋和纤维材料之间使用所谓的分布层和分布管，也称作进入通道。在大多数情况下使用的聚合物是聚酯或环氧树脂，纤维增强物最常基于玻璃纤维或碳纤维。在填充模具的过程期间，通过模腔中的真空通道产生真空，此处所述的真空理解为负压，通过进入通道液体聚合物被吸入模腔，从而填充所述模腔。通过进入通道聚合物在模腔中分散，此时液流移向真空通道。因此为了获得模腔的完全填充，最佳地定位进入通道和真空通道很重要。然而，确保聚合物在整个模腔的完全分散通常很难，随之常常导致所谓的干点，即未充分浸渍树脂的纤维材料区域。因此干点是未浸渍的纤维材料区域，并且可以有气穴，通过控制真空压力难于去除并且可能会在入口端产生过压。真空浸渍使用实心模具部分和真空袋形式的剩余模具部分，在填充模具之后干点可通过例如给在各自位置的织物打孔并通过注射器针头吸出空气来修复。液体聚合物可任意注射到相应的位置，例如最好通过注射器针头等。这是个耗时并且令人厌倦的方法。在大型模制品的情况下，工作人员不得不站在真空袋上，这是不希望的，尤其是在聚合物未固化时不希望，因为这可导致插入的纤维材料变形，从而导致结构局部弱化。专利文献公开了为了分散真空压力使用半渗透膜的例子，因此减轻了上述问题。就此，术语半渗透膜理解为可透过气体但不透过液体聚合物的膜。因此如果将半渗透膜置于纤维插入物之上，气穴易于去除。US 2003/0011094 A1公开了一种在纤维插入物一侧放置分散层并在纤维插入物的对面一侧放置半渗透膜的方法，通过分散层液体聚合物能快速分散。该方法的一个缺点是最终物体具有无纤维或仅有少量纤维的外分散层，因此该方法不能有助于提高物体的弯曲强度至严重的程度。至于通过真空浸渍生产相对较厚的纤维复合模制物，已知的方法是在纤维插入物内放置中间分散层或流层，致使液体聚合物能通过所述分散层或流层流进纤维插入物并垂直扩散进入纤维材料。然而，该方法会产生关于干点的问题，因为干点会导致多个会聚流，会聚流可包住气穴。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过真空浸渍生产纤维复合材料的椭圆形(oblong)壳体的新型改进方法，其中可减少填充模具的时间并降低干点产生的风险。按照本专利技术，通过在两侧具有纤维层并接近一区域的纤维插入物内设置分散层来实现目的，所述区域在壳体的纵向延伸并位于半渗透膜对面，其中液体聚合物通过进入通道直接引入到分散层，因此在分散层和第二侧面之间产生流峰，所述流峰通过上述区域移向半渗透膜。起初液体聚合物垂直移出分散层。在分散层和半渗透膜之间流峰基本直接移向膜，然而，在半渗透膜对面的分散层一侧，流峰移向上述区域并通过所述区域移向半渗透膜。因此该区域确保流峰通过未浸渍纤维材料的直接入口，因此最大程度地降低了干点产生的风险。通过在纤维插入物内设置分散层得到坚固结构。为了获得具有高弯曲强度的部件，纤维增强材料尽可能远离重心轴。具有高渗透性的分散层不利于增强弯曲强度到任何大的范围，因此将其放置在最外层是不利的。然而，为了进一步改善填充模具的过程，除了在纤维材料内具有分散层，在最外面也具有分散层，这是可取的。然而，在纤维插入物内已有分散层，附加的分散层则不必太厚。半渗透膜保证了有效地排出空气同时避免气袋的产生。按照优选实施例，该区域是中间区域，将分散层分成两个分散层区域，其中液体聚合物通过进入通道直接引入分散层区域，因此在分散层和第二侧面之间产生两个流峰，所述两个流峰在纤维插入物中会聚成共同流峰，其通过中间区域移向半渗透膜。起初，液体聚合物垂直移出两个分散层区域。在分散层和半渗透膜之间流峰基本直接移向膜，然而在半渗透膜对面的分散层的一侧，流峰移向第二侧面然后向内移向中间区域，来自两个分散层的流峰会聚并通过中间区域向上移向半渗透膜。因此中间区域保证流峰通过未浸渍纤维材料的直接入口，因此最大程度地降低了干点产生的风险。分散层可以由具有通道的例如轻木的多孔材料制得，该通道在表面形成类似凹口，并沿着垂直于叶片的纵向的分散层平面延伸。任选地分散层可由具有高渗透性的网状或纤维毡片制成。按照本专利技术，附加的分散层被置于纤维插入物的第二侧面。因此进一步确保来自两个分散层的流峰没有干点地会聚。附加的分散层基本上比分散层薄，分散层被分成两个分散层区域。按照一个实施例，纤维插入物由主要叠层制得，主要叠层是用于风力涡轮机的半个叶片壳体中纵向增强部分。该主叠层使风力涡轮机的叶片坚硬并吸收风力涡轮机操作期间强大的压力负荷。当风力涡轮机的叶片中的主叠层承受大部分负荷时，希望避免干点。由于主叠层给叶片提供了较高的强度更进一步浸渍的纤维材料远离叶片的中心轴，远离纤维插入物的分散层是有利的。按照一个实施例，主要叠层厚10-100mm、20-80mm或30-50mm，宽30-200cm、40-150cm或50-120cm。按照有利的实施例，半渗透膜最大厚度和主要叠层一样宽，其中非渗透真空袋在半渗透膜的每一侧延伸至半个叶片壳的边缘。任选地真空袋从半个叶片壳的边缘越过半透膜延伸至半个叶片壳的第二边缘。按照有利的实施例，中间区域宽100-200mm、120-180mm或130-170mm。已经证实这种宽度能确保获得的有意义的效果达到最大可能程度。可沿半个叶片壳的边缘设置真空通道。由此在主要叠层每侧的半个叶片壳的局部有效注入液体聚合物。按照优选实施例，沿着半渗透膜纵向边缘设置进入通道。由此液体聚合物易于流向分散层并继续进入主要叠层。按照特别有利的实施例，使用具有前侧、后侧、中间真空通道和两个进入通道的椭圆形膜袋，所述两个进入通道在真空通道的对应侧延伸，真空通道对面的前侧由半渗透膜形成，进入通道对面的前侧可渗透液体聚合物。结果可以减少准备填充模具的时间，因为半渗透膜和进入通道可相互正确放置且工作流程相同。按照特别有利的实施例，膜袋包括半渗透膜材料和非渗透的布，它们例如通过熔接在纵向上结合，以形成纵向真空通道和位于所述纵向真空通道每侧的进入通道，此处将进入通道区域中的半渗透膜材料穿孔以便渗透液体聚合物。该膜袋易于生产。真空通道可被间隔层填充，确保真空通道在和真空源联通时不塌陷。刚一完成浸渍，当进入通道塌下时，可将进入通道中的液体聚合物完全抽出。因此避免液体聚合物的损耗至最大可能程度。同时可在短时间内注入大量的液体聚合物。附图说明下面参照附图示出的实施例详细描述本专利技术，其中图1是实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过真空浸渍生产用纤维复合材料制造的椭圆形壳体件的方法，其中纤维材料用液体聚合物浸渍，使用具有模腔的模具，在模具中放置具有第一侧面（１）和第二侧面（２）的纤维插入物（３），所述纤维插入物进一步包括多个纤维层和分散层（４），与纤维层相比，所述分散层对于液体聚合物来说允许较快的流速，半渗透膜（５）被设置在纤维插入物的第一侧面（１）的对面，所述半渗透膜基本透过气体而基本不透过液体聚合物，并且进一步和真空源连通，其特征在于：分散层（４）置于两侧具有纤维层的纤维插入物（３）内部并被区域（６）截断，所述区域沿壳体件纵向延伸并定位于半渗透膜（５）的对面，液体聚合物通过进入通道（７、８）流向分散层（４），因此在分散层（４）和第二侧面（８）之间产生流峰（９、１０），所述流峰朝向半渗透膜（５）通过区域（６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TM汉森，
申请(专利权)人：LM玻璃纤维制品有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]