真空灌注成型介绍

真空灌注（或称为树脂灌注）是一种将纤维与树脂高效结合的成型工艺。该过程巧妙地利用大气压作为驱动力，使树脂顺畅地穿透真空环境下的一堆干燥增强材料。

真空灌注已经逐渐成为一种更加标准化和广泛应用的成型工艺。它介于高端的预浸料工艺和较低端的手糊工艺之间，为制造商提供了一种更加高效和经济的选择。

真空灌注过程中出现了气泡怎么办？

真空灌注的一个主要问题是“气体”——即产生气泡的气体。我所说的不仅仅是空气泄漏到你的真空袋，或者是空气随树脂一同进入。这些是最常见且严重的问题，但当液体在达到其蒸气压时转变为气体时，输液内部也可能形成蒸汽。控制空气、树脂和挥发性物质的压力和流动是真空灌注过程的关键。在这个过程中，很多事情可能会出错，但也有很多方法可以解决这些问题。我希望本文能够解决一些最常见的问题，并提供一些有效的解决方案。

那么，真空灌注中到底发生了什么呢？

在进行故障排除之前，我们先对正在处理的内容进行一个简单的总结。真空灌注的核心是利用真空和由此产生的受控压差，在层压板中用树脂代替空气（实现“无空气”状态）。首先，在干叠层材料上拉真空，对其进行压缩，去除空气，并增加大气与袋下区域之间的压差。

压力

当从真空袋下方排出空气时，会发生两件事：首先，大气向下推压干纤维（和芯材）堆叠，将其压缩，直到其所能承受的压力超过大气所能施加的压力。其次，干纤维之间间隙内的空气被“抽”出，留下大部分真空区域（即几乎没有空气）和一些残留的空气分子——这取决于真空泵所能达到的抽真空程度。在真空状态下，这些残留的空气可能需要一些时间才能通过真空泵完全抽出。

被压缩的干层压板堆叠“承受”着大气的全部压力——同样，您要注入的树脂罐的开口顶部也是如此。灌注过程就像是大气作为树脂罐上的“柱塞”，将其向下推，然后通过软管进入袋子内的低压区域。这就像按压注射器上的柱塞，将树脂“注入”到部件中——只不过这里的“柱塞”是大气压！一旦树脂进入部件中，它就会以相同大气压的一小部分力量继续向下推动罐中的树脂，从而将袋子内的树脂推回到袋子上方。这并不是全压推动，因为真空前沿仍然存在低压区域——这导致树脂流向低压处。

达西定律是该过程的基本模型。它将流速与树脂的粘度、干堆叠的渗透性和压力梯度联系起来。像任何方程式一样，它描述了一组可以测量或调整的事物之间的关系。虽然将实际数字应用于“渗透性”等参数可能很困难——这限制了其实际应用的范围，但作为理解该过程的心理框架来说，它是非常有用的。

树脂材料

当树脂流经部件时，它必须取代所遇到的任何空气或蒸汽。树脂中滞留的气体大部分会从树脂前沿“逸出”并排出真空袋。如果温度和真空度的组合低于树脂中某些成分的蒸气压，这些成分就会蒸发，从而增加更多需要关注的潜在气体。如果树脂流动得太快，它可能会使一些气体溢出并将其困在层压板中。随着树脂从树脂入口向远处流动，它会以越来越慢的速度流过部件。纤维堆叠的摩擦是树脂流动速度减慢的主要原因之一。另一个原因是树脂在入口侧承受的压力较大，而当它靠近真空出口侧时压力逐渐减小，这种压力梯度会影响树脂的流动速度。随着零件的填充，压差逐渐减小。请记住，树脂是被推入的，而不是被吸入的！

最后，树脂将填充整个部件，入口将被夹紧。此时，树脂仅在压在袋子上的大气压力减去树脂被压回的压力下流动……这个压力比之前要小得多！虽然真空仍然连接着，但由于压差大大降低，并且这种压力差是通过液压（即树脂）而不是气动方式传递的，因此它对任何空气侵入都变得非常敏感。空气无法再通过树脂被拉过部件表面。唯一的例外是，在树脂从“上方”（或下方，效果相反）注入期间（或之后，只要没有夹紧）产生的压力。由于重力作用，将树脂桶放置（或降低）到部件的上方或下方会对部件中的树脂产生负压——例如，位于部件下方2英尺（600毫米）的树脂桶将使压力降低约1 psi（7000 Pa）。树脂往往会在部件中缓慢流动以达到平衡压力，但实际上这种压力变化非常小，因为使树脂通过部件所需的能量高于袋子上压差的可用能量。

希望你没有泄漏……当一切都凝固后，你将得到一个优质的部件。但有时它并不会如你所愿。本文介绍了一些可能导致问题的方法以及一些可以解决问题的策略。

命名真空灌注的各个部分

以下是两张图片，分别显示了袋下预灌注的部件和成品部件。它们包含了很多不同的元素，我已经标记了一些部分，以便你更容易理解我在说什么。这是第一张图片：

这是脱模的部分。该部分包含两个不同的核心以及一些较厚的单层板区域。作为E玻纤材料，我们可以很清楚地观察到发生了什么。零件的图像非常清晰地展示了泡沫中的核心和穿孔情况。小圆形的MDF板可用于在部分空间内定位。在角落中，我们可以看到较厚的滑接区域，其中E玻纤与较厚的树脂结合，形成了略显黄色的表层。

1. 空气相关问题

现在，我们列出可能出错的事情，并从最常见的——泄漏开始！

外部空气侵入

这是最简单的一种情况——空气从外部进入。这也被称为“泄漏”。这些空气源可能来自袋子上的小孔、模具或软管及配件周围的密封不严。好消息是，在大多数情况下，您可以在进行灌注并遇到实际问题之前发现这些泄漏。

本文的以下内容都是基于您的问题与泄漏无关的情况。但请注意，大多数灌注问题确实与泄漏有关。不过，在本文的其余部分，我们将介绍那些不是由泄漏直接导致的灌注问题。但在继续之前，让我们先排除泄漏这一因素。

如果您的袋子或模具存在泄漏，那么其他问题都显得不那么重要了！

以下是灌注时真空袋泄漏的一些常见原因：

密封胶带下的干燥纤维可能导致微小的缓慢泄漏，这种泄漏通常在零件灌注满后才会显现。密封胶带未完全压紧，或存在褶皱导致泄漏。软管穿孔周围密封不严。表面流网的边缘在袋子上戳出小孔。袋子上因处理不当或制造缺陷而出现孔洞。管道泄漏（这可能会让您非常烦恼，因为您可能没有想到要检查软管接头，一直在寻找但找不到泄漏源）。

查找泄漏的主要工具是您的手指和耳朵。此外，您还可以使用一个真空计（最好是数字式的）、一个检漏仪（虽然不是必需的，但很有用）以及一个用于粘贴胶带的滚筒。我从一些灌注相关的书籍中了解到，热像仪可以很好地发现泄漏，但需要注意的是，它必须是一个高质量的相机，因为某些低质量的热像仪可能无法有效工作。您最需要的是耐心以及查找和密封泄漏的系统方法——您需要像空气一样思考，寻找其可能进入的每一个微小缝隙。

我假设您在这里使用的是一次性袋子。对于可重复使用的袋子或具有实心B面的封闭模具，您的工作可能会更简单一些，因为您只需关注周边密封和配件的密封性。一旦您确定您的工具都是气密的，那么接下来的工作就会更加顺利。然而，检查硅胶袋是否泄漏可能会非常繁琐。以下是一些检查真空袋是否良好的方法：

新工具真空测试

当您有一个计划用昂贵材料填充的新模具时，首先要做的是进行真空测试。我首选的方法是在将脱模系统放在模具上之前进行测试。因为密封剂和脱模剂只会通过填充小孔使您的模具更加真空密封，所以在未涂抹脱模剂的情况下进行测试可以模拟最坏的情况。如果所有东西都没有涂上脱模剂，那么修复任何泄漏和恢复真空完整性也会更加容易。您可以用透气布或其他干净的透气材料覆盖表面，并在其上放置一个真空袋。尝试将袋子尽可能靠近法兰外侧——在您计划正常进行的位置或外部。然后，将至少两个连接件穿过袋子——一个连接到真空泵，另一个连接到您的（最好是数字式的）真空计。

拉动真空泵，让您的袋子达到最佳状态。几分钟后，真空度应该相当高（或低，这取决于您的仪表读数）——此时，您的袋子应该密封良好，且没有明显泄漏。您可以四处检查粘性胶带和配件，直到真空度接近泵所能达到的最大真空度。首先，将真空计直接连接到泵上并读取读数，以检查泵的真空性能。只有性能非常出色的泵才能拉出接近全真空的状态，但您并不需要这样的泵来成功进行真空灌注。对于一般用途来说，真空度能达到28英寸/汞柱左右就已经很不错了。然而，对于要求苛刻的环氧树脂灌注来说，您希望尽可能接近全真空状态。

当真空度看起来非常稳定时，关闭泵的阀门，测试袋子在泵不持续吸气的情况下是否能保持密封。真空度的变化会为您提供很多有用的信息！

对新模具进行真空测试，可以为您提供一个了解系统最终真空度以及可能存在的泄漏类型的良好基线。在进行真空测试之前，请给它一个小时左右的时间来真正吸出空气，因为泵中的水分可能会干扰您的读数。

我发现模具在周边区域和复杂特征附近更容易泄漏。如果您的模具是通过注入方式制作的，那么注入过程中的任何错误都可能导致模具中出现针孔。如果是通过手工铺设或袋装湿法铺层制作的，那么边缘周围或模具本身从塞子上脱模的任何位置周围都可能出现孔隙。如果您的模具无法保持良好的真空度，您可以使用检漏仪进行检查，或者进行单层灌注并观察气泡情况。通常用树脂涂覆模具的背面会有所帮助。

配件、进料管线和袋子外面的管道也是值得怀疑的泄漏源。数字仪表上的真空度可能会迅速下降，而这种下降甚至可能不易察觉。现在是您找到模具、周边和管道泄漏的机会，并确保您的工具已经准备好进行灌注。

Drop Testing

但如果您只是想在这里进行灌注，那么我们假设您已经有一个满载并连接好的模具。因此，运行装袋操作并打开真空泵阀门。一旦真空度停止下降，再等待几分钟，然后关闭阀门。

除非您是真空袋装高手，否则真空度可能会迅速下降。检查密封胶带和配件是否有泄漏，直到情况好转。这就是真空测试的价值所在——您可以看到您的袋子到底有多少泄漏。一旦树脂前端经过模具中的某个位置，就不会再有真空泵抽出空气了，但仍然会有负压存在。因此，来自外部的空气可能会悄悄进入并影响灌注效果。

如果您对真空测试有疑虑，并认为某些因素可能会干扰测试结果，请在较低的真空度下尝试。看看当您以27英寸汞柱而不是29.5英寸汞柱的真空度夹住袋子时会发生什么。与其追求终极真空度，不如确保泄漏水平在可接受范围内。

在制作零件之前，多少泄漏是可以接受的，这取决于您的具体需求和标准。NASA可能有其严格的标准，而我可能有完全不同的看法！如果真空测试在5分钟内真空度下降不超过15毫巴（0.5英寸汞柱），我通常会选择进行小规模的灌注。这已经很好了，即使是一个不太紧密的袋子也适用于小的一次性物品——在这种情况下，泄漏的影响相对较小。而航空航天标准品在5分钟内真空度下降可能远低于0.01英寸汞柱——即使使用双袋设置和完美的工具，这也是非常困难的。

灾难性的空气泄漏

当您几乎或完全完成一个部件的灌注，却突然遭遇大量空气涌入时，情况就变得十分棘手。这种情况通常发生在树脂用尽时，或者由于操作失误导致空气进入进料管路。此外，袋子上的破损或软管从袋子通孔中脱落，也是空气大量进入的常见原因。

一旦空气迅速涌入，其影响范围之广、速度之快，令人措手不及。虽然少量的空气通常可以通过技术手段回收处理，但当灌注几乎或完全充满时，大量的空气几乎总是会破坏您的部件。此时，唯一可能的解决方法是添加更多的树脂，但如果您使用的是表面流介质，这种方法通常只能清理部件的顶部。对于工具侧（特别是带有芯材的部件），情况则更为糟糕，可能无法修复。如果您需要高质量的外观或性能，那么重新开始可能是唯一的选择。

航空视角观察树脂中的空气

您是否注意到树脂在灌注过程中携带了空气？请仔细观察您的进料线，看是否有小气泡在流淌。这些空气可能源于树脂的混合过程。在多数情况下，这些气泡会随着树脂流动到前沿，并最终被真空泵吸走。然而，随着部件的逐渐填充，这一过程会变得更加困难。如果部件中没有使用流动介质，而是采用了芯材（如带槽和多孔泡沫）等材料，这些空气往往会滞留在部件中。表面流技术有助于减少空气问题的影响，因为空气会上升到表面并停留在那里，而不是在层压板中扩散。因此，当您发现流动介质中有空气时，应谨慎处理，因为这可能意味着潜在的问题。如果您观察到大量小气泡随树脂进入，并怀疑这是导致问题的原因，那么请考虑进行脱气处理。

脱气处理

在催化或混合A和B组分后，树脂中通常会引入一些空气。尽管轻轻地“折叠”树脂比疯狂地“搅打”要好得多，但两者都不可避免地会引入一些空气。如果您的灌注中空气问题严重，那么尝试脱气处理可能是一个有效的解决方法。虽然这不是必需的，但如果您追求完美的部件质量或遇到异常情况，那么脱气处理将是一个明智的选择。

在进行脱气处理之前，您可以尝试让混合好的树脂静置5或10分钟（如果时间允许），这样可以让气泡自行上升到表面并排出。接下来，您需要将混合树脂放入一个大的、强力的压力罐中（最好是带有透明盖子的脱气罐）。然后，在罐内拉真空以吸出树脂中的气泡。如果您使用的是透明盖子的脱气罐，那么随着真空度的增加，您会观察到树脂表面出现类似泡沫头的现象。请注意，使用半满左右的树脂混合锅进行脱气处理，以避免树脂沸腾。此外，还应在罐内涂上离型涂层，并放置塑料板或衬垫以防止树脂溢出。一两分钟后，气泡会破裂并排出树脂体积外，表面会变得透明无气泡。此时，您可以缓慢降低真空并取出混合并脱气的树脂，准备进行灌注。

蒸汽相关问题探讨

当您的包装在外部进行真空密封时，麻烦往往源自包装内部。首要的问题是水分，其次是您用于灌注的树脂系统中的挥发性成分，最后是仍然存在的空气分子，尽管真空处理已经显著减少了它们的数量。如果包装密封不良或真空度不足，那么后续的处理将难以挽救。首要原则：确保包装无泄漏！

内部蒸汽的产生

现在，让我们深入探讨水分和挥发性成分或树脂的问题。波动性，即物质从液态转变为气态的难易程度，受到温度和压力的双重影响。根据理想气体定律（P * V = n * R * T），当压力（P）降低时，若其他条件保持不变，体积（V）必须增加以维持平衡。

因此，真空处理降低了蒸气压，使得液体（如水、增强材料中的其他挥发性化合物、芯材和树脂）更容易蒸发成气态。更糟糕的是，相同数量的气体分子所占据的空间远大于液体分子。例如，一小块看似无害的水分在蒸发后可能会膨胀数千倍，形成令人讨厌的气泡。在高真空和较高温度下，这个问题尤为严重。特别需要注意的是，当树脂开始凝胶化时，产生的热量会使仍处于液态的水分在错误的时间变成蒸汽。

水的蒸气压曲线清晰地展示了这一点：在29英寸汞柱（一个不错的但并非极高的真空水平）下，水在大约室温（77华氏度/25摄氏度）时就会沸腾。当真空度接近极限时，沸点会进一步降低。如果您在大约100华氏度（38摄氏度）的温度下工作，水的沸点甚至可能在28英寸汞柱时就已达到。

灌注前的挥发物处理

解决这类问题的一半在于确保包装下的所有干燥材料远离挥发性物质。我在实践中发现的最大问题之一是使用大块木头/中密度纤维板（MDF）或工具板（情况稍好）作为灌注成型模具。要在木材或MDF工具上获得良好的灌注效果，必须对面向零件的MDF表面进行涂层和密封处理。这样，任何水分都会从后面流出并进入真空泵，而不会先通过您的层压板并可能在那里滞留。

为了获得最佳的灌注效果并避免蒸汽相关的问题，请务必确保您的密封袋密封良好、真空度足够高，并在灌注前对模具进行适当的处理以减少挥发物的存在。同时，密切关注灌注过程中的温度和压力变化以预防潜在的问题。

将MDF模具的背面未施加涂层，而是放置了一层通气层或剥离层。对于较大的块状物，我们从底部向上钻孔，以便水分能更容易地从上层逸出。除了确保MDF的良好密封外，我还尝试将装有模具的袋子放置数小时（至少）甚至过夜（理想情况），以尽可能多地蒸发掉水分。在高温（高于室温）下进行灌注之所以效果显著，是因为它迫使所有水分在树脂到达部件之前蒸发掉（温度和真空的结合降低了水的沸点，如前文所述）。

因此，假设您没有使用任何木材，而是在一个已知真空完整性的模具上安装了一个优质的泡沫芯玻璃纤维面板。如果您的材料中含有水分，即使在密封泄漏已被排除后，您也会注意到真空度正在缓慢下降。这种情况可能会持续数小时，具体时间取决于环境温度和真空度。如果您记录真空度的变化，会发现它们逐渐降低，有时随着水分的蒸发会出现明显的“气泡”现象，最终达到一个稳定的水平。其中一些下降与材料的渗透性有关，因为空气和蒸汽可以容易地流过这些物质。其余的下降则与材料中水分的沸腾有关。随着真空度的增加，大多数真空泵能够抽动的气体体积会大大减少，因此即使是极少量的水或其他挥发性物质在沸腾后也会膨胀很多倍，并需要一段时间才能被完全抽出。使用更大容量的泵可以更好地处理这个问题。

关于树脂中的挥发物

当产品标有“低VOC”或类似标签时，这些“挥发性有机化合物”是在较低温度下就能从液体变为气体的材料。有时您甚至可以闻到它们的味道，比如打开一罐油漆时。蒸气压与温度和压力有关，因此随着真空度和温度的升高，挥发性液体更容易变成气体。灌注树脂系统的设计目的是在其可用温度范围内含有尽可能少的挥发性材料，但即便如此，这些材料的含量也可能达到环氧树脂体积的1-3%，这是一个相当大的比例。对于乙烯基酯和聚酯树脂来说，它们需要挥发性成分（如MEKP、苯乙烯）才能正常工作。而环氧树脂的固化剂通常具有很强的吸湿性，这意味着它们容易从空气中吸收水分。因此，请确保环氧树脂固化剂的密封性良好！水在室温下只有适度的挥发性，但加热或置于真空下后，它会迅速挥发。

树脂——具体问题

环氧树脂问题

使用环氧树脂时，主要问题是混合过程中产生的空气以及固化剂吸收的水分。如果遇到问题，请首先确保您使用的是新的固化剂，并且始终将树脂体系的A和B组分（尤其是具有吸湿性的固化剂）的盖子紧紧拧紧。如果发现固体分离或变色，可能是时候更换新的固化剂了。通常可以通过加热和混合树脂来解决沉淀固体的问题。请咨询制造商以获取更多建议。如果您的Drop Testing 测试顺利，并且固化剂是新的，且已经对树脂进行了脱气处理，那么我建议您在关闭树脂入口之前降低真空压力。大多数时候，我会在输液完全充满后但在关闭入口之前切换到无油的下部真空泵（因为油润滑的旋片泵排气时可能会吹出油雾）。

乙烯基酯和聚酯问题

我虽然不是浸渍聚酯和乙烯基酯（VE）树脂的专家，但我已经见过并犯过许多错误，也与很多人交流过。乙烯基酯和聚酯树脂的优点在于它们可以被催化以不同的速度固化。如果树脂在填充零件之前就开始凝胶化，那将是非常糟糕的；但如果它在填充零件后立即凝胶化并且形成的气泡数量在可接受范围内，那将是理想的。因此，为部件和灌注布局调整凝胶时间是非常关键的。

标准的MEKP（过氧化甲乙酮）催化剂在温暖（例如90°F，考虑到树脂开始凝胶化之前的放热反应）温度下和适度的真空水平（如23 inHg左右）下会沸腾。如果您不执行下文描述的“在夹紧进料管之前降低真空”的技巧，它可能会产生气泡——但通常这种情况并不常见。苯乙烯的沸腾程度更接近全真空状态，但仍在优质袋子的承受范围内，尤其是在树脂放热时产生的高温下。与往常一样，温度越高，达到沸腾所需的真空度就越低。

您可以在较低的真空度下成功进行灌注——对于这些“酯化”树脂来说，这可能是一个不错的选择。如果您看到挥发性物质在流动前沿的前几英寸处冒泡，请降低真空度直到它消失。这种情况看起来比试图从层压板堆栈更深处逸出的空气所形成的泡沫更加明显。您可以在零件填充后尝试再次提高真空度，但这可能会带来麻烦。如果零件及时填充并且没有滞留气体的问题，那么以20 inHg的真空度注入零件是完全可以的——这就是成功！

使用专为灌注设计的树脂和催化剂也非常重要。与环氧树脂一样，您必须确保它们被密封起来以防止水分被吸收。如果MEKP可能是问题的根源，请向您的树脂供应商咨询有关改用CHP或MEKP/CHP混合物的信息。CHP（过氧化氢异丙苯丙苯）不会在我们通常处理的温度下沸腾。它还有助于软化固化曲线，并可以为您提供更多的工作时间，而不会因MEKP的比例过低（低于1%）而影响固化效果。

如果可能的话，请尝试在灌注树脂之前，在袋子下以全真空方式尽可能长时间地抽取空气。特别是如果您在胶衣上使用了手工层压的皮肤外套——擦拭时所使用的溶剂可能会导致残留的挥发物和空气，这需要一些时间才能完全排出。

管理真空

减少真空

在几乎所有情况下（除非您使用的是双袋灌注系统，这通常对于普通用户来说过于复杂），您可以通过在夹紧进料管线之前降低真空度来获得安全边际。这样做可以降低真空压力，并将潜在的挥发性气体保持在更小的液体（无气泡）形式中。对于环氧树脂来说，这主要是水分；而对于VE和聚酯来说，这主要是苯乙烯的蒸发——尽管它应该已经大部分蒸发了。无论哪种情况，这都是一个需要注意的问题。当树脂开始凝胶化时，温度会急剧上升——蒸气压会下降——此时您需要一个降低真空度的缓冲器来防止填料放气。降低真空度是一种简单而有效的低故障方法，有助于确保低空隙率的输注，同时将树脂过度渗出和层压板饥饿的风险降至最低。

为了最大限度地减少这些问题，最好在灌注过程中尽可能长时间地抽取尽可能高的真空。对于大型零件或灌注工具来说，您确实需要至少几个小时（最好是通宵）的时间来将挥发性物质从干燥的模具中抽出，然后再进行灌注。升高温度也有助于提高抽取效率。使用大容量泵可以更好地处理水分问题。虽然我不知道所有原因，但我和其他一些人发现使用更大的泵效果更好——特别是那些能够抽出更好真空的泵。因为您正在接近水的蒸气压曲线的极限区域，所以每一点真空度的提升都非常重要。理论上来说，35毫巴和5毫巴之间的差异应该对室温下水的沸腾产生显著影响，所以实际情况可能确实如此。

双真空泵系统

当需要夹紧树脂时——希望您已经预留了良好的树脂断裂面，以便在填充零件时不会将过多树脂喷射到收集罐中——您应该有办法切换到较低的真空度。下面是灌注装置的照片，它配备了两个泵：一个是高真空加油旋片泵（位于下方），另一个是真空度可调的干式旋片泵（位于上方）。在夹紧树脂入口之前，请确保将袋子切换到下部真空泵。我所说的低真空度大约是指全真空度的2/3——即大约15-18 inHg / 400 mbar。请尝试并记录您的成功和失败经验。有时候25 inHg的真空度可能也足够——但您需要通过实践来确定最佳值。

对于环氧树脂浸液来说，如果干纤维在高真空和高温下有足够的时间干燥的话，您可能根本不需要降低真空度——因为水分已经大部分蒸发了。这是理想的情况——但您需要根据自己的经验来判断何时可以省略这一步骤。比起出现气泡或空隙来说，这样做要好得多。特别是对于碳纤维来说更是如此——因为即使外观良好也可能隐藏着严重的内部问题。在厚层压板中，任何被捕获的蒸汽都可能在半径中间形成更大的气泡，并在具有滑动接头的特征中形成更大的气泡以及更多的放热反应。

如果您经常进行这种操作的话，您可以考虑制作一个漂亮的推车系统来安装这两个泵和一个歧管——这样切换起来就非常方便了而无需断开软管。还有一件事需要注意：请保持泵打开并连接到袋子上直到您准备对零件进行脱模操作。请不要在树脂固化之前夹住出口软管并关闭泵——尽管我在一些在线论坛上看到过这样的建议并且它听起来似乎很有道理但实际上并不是一个好主意。我见过很多以此为生的人（他们都是真正的工艺专家）他们从来不会在树脂固化之前关闭泵——除非在极少数特殊情况下才会这样做。如果您有一个良好的树脂断裂面设计的话它不会让层压板出现缺失现象，而且您也不应该将多余的树脂流入收集罐中。收集罐是保护真空系统的安全装置——将大量树脂吸入其中并不是一个好主意。如果发生这种情况的话您需要改进树脂断裂面的设计或者更加仔细地规划补料。

灌注中期“夹住并等待一分钟”方法详解

在灌注中期，一种有效的操作方法是“夹住并等待一分钟”。这种方法特别适用于树脂灌注过程中，用于排除树脂中的空气和蒸气。

以下是该方法的详细步骤和注意事项：

关闭树脂入口：在树脂灌注过程中，当树脂开始流入模具或部件时，适时关闭树脂入口。这可以通过夹住进料管或调整灌注系统的阀门来实现，以阻止新的树脂继续流入。等待一分钟：关闭树脂入口后，等待至少一分钟。这个时间允许树脂暂时停止前进，从而使截留和通过的空气有时间上升到流动介质中，并从树脂前部逸出。观察空气/蒸气逸出：在等待过程中，你可能会看到空气/蒸气从树脂流动的前沿开始弹出到表面。这是因为树脂的暂停流动给了空气逸出的机会，有助于减少部件中的气泡。重新打开树脂入口：一分钟后，重新打开树脂入口，让树脂继续流入模具或部件。此时，所有气泡应该会随着树脂的流动而从顶部滑出，离开部件。注意事项：必须在部件或模具完全装满之前执行此操作。流动介质不能与真空出口侧接触，否则会被树脂堵塞。此方法主要适用于环氧树脂等具有较长工作时间的树脂系统，且时间充裕时更有效。重新灌注的方法

如果在树脂灌注过程中发生凝胶，导致部件未完全填充，可以尝试重新灌注。以下是步骤：

等待凝胶固化：如果进料管或树脂混合物出错，并且在填充所有部件之前发生凝胶，等待凝胶完全固化。准备重新灌注：在固化的部件上找到适当的灌注点，可能需要刺孔或贴上粘性胶带并用刀划出开口。注入新树脂：通过准备好的灌注点注入更多的树脂。注意控制灌注速度，以避免产生新的气泡或导致树脂赛跑。利用“绿色窗口”：大多数树脂在凝胶后仍有一个“绿色窗口”，其中的未交联分子可以与新树脂形成初级键。利用这个窗口，可以在干燥区域注入新树脂，使其填满所有干燥区域。但请注意，这种方法可能不适用于所有树脂系统，且结构强度可能不如原始灌注的部件。设置和布局细节树脂流动控制：通过调整流动介质的布局和尺寸，可以控制树脂的流动速度和方向。将流动介质从部件的周边/边缘向后移动几英寸，可以减缓树脂的流动速度，有助于部件的均匀填充。半透真空周界：使用半透性产品（如MTI软管或Dahlpac）可以在没有空间让周边树脂断裂时，或在中间部件的高点上抽真空。这有助于防止树脂泄漏到真空侧，并保持模具或部件的完整性。调整参数温度和粘度：树脂的粘度随温度而变化。加热树脂可以降低粘度，但也可能降低其适用期。根据树脂系统的具体要求和工作环境，选择适当的温度和粘度范围。灌注速度：灌注速度受多种因素影响，包括树脂的粘度、流动介质的布局、模具的复杂性和尺寸等。过慢的速度可能导致部件无法及时填充，而过快的速度可能导致树脂赛跑或气泡被锁在部件中。

通过以上方法和注意事项，可以在灌注中期有效地排除树脂中的空气和蒸气，并确保部件的均匀填充。同时，通过调整参数和布局细节，可以进一步优化树脂灌注过程，提高部件的质量和性能。

使灌注成型进行得更快的方法

更多的热量：更温暖的树脂和模具能够降低树脂的粘度，从而提高其流动性，使灌注成型进行得更快。

更大/更多的进料管：增大进料管的尺寸或数量可以增加树脂的流动速率，但需注意避免过度填充和泄漏。

流道方向和类型：选择合适的流道方向和类型，可以优化树脂的流动路径，提高灌注成型的效率。

树脂粘度（受热量影响）：低粘度的树脂具有更快的流动性，而粘度也受到热量的影响。因此，通过适当加热可以降低树脂粘度，从而加快灌注成型速度。

其他常见问题

竞赛追踪（Race Tracking）或遗漏区域有时，树脂会找到一条捷径并遗漏填充某个区域，因为它已经到达了一个出口并正在将自己泵入收集罐中，而忽略了未填充的区域。这通常称为“竞赛追踪”。为了避免这种情况，确保部件的真空侧（或周边）边缘有树脂断裂，以允许空气逸出并防止树脂过快地通过该区域。

芯材可能是竞赛追踪的主要来源。如果芯接头不紧，树脂可能会绕过芯材边缘并形成管道。紧密的芯配合是防止这种情况的关键。CNC切割的芯套件非常适合生产，但应确保缝隙被泡沫条紧密填充。

下图显示树脂包围了一片未浸湿的材料区域。这通常是因为树脂在芯材边缘的纤维桥接处形成了小管，导致流动介质没有在面板中居中，下边缘填充缓慢。在这种情况下，当空气从树脂断裂处逸出时，该区域最终会被填充。但为了防止竞赛追踪，加固应该从边缘被挡住或压紧以封闭“赛道”。

如果您在使用芯材并在填充面板背面时遇到问题，可以尝试阻止流出介质和纤维远离芯材边缘，以迫使树脂通过芯材上的进料孔进入底部皮层。但这并不总是一个可行的选项。如果芯层斜坡通向单层皮层，将表面流介质从芯层斜坡边缘向后移动一英寸左右，可能会迫使树脂填充底部表层，然后用来自顶部表层的树脂阻塞流向模具侧纤维的真空流。

另请注意，大多数表面慢速介质是定向的，其在一个方向的流动速度可能比另一个方向快。通常，如果部件具有菱形特征，树脂会在菱形的最长轴上流动得最快，这通常是材料的滚动方向。调整流介质方向可以通过加快或减慢树脂流动以及改变主要流动方向来优化灌注成型过程。

何时夹紧您的进料管

您可以通过进料管路控制进入零件的树脂量。当部件开始填充时，必须决定何时停止让树脂进入。这对最终产品的结果有很大影响！如果过早夹紧进料管，部件可能无法完全填充。如果让过多的树脂进入，则可能导致部件中树脂过多。特别是当部件具有大型真空断层或半透性真空侧管道时，无法通过将树脂排入收集罐中来去除多余的树脂。

对于小零件，最简单的方法是更慢地进料，并在部件几乎完全装满之前夹紧树脂进料。真空将继续将树脂拉过部件，进料管道附近的任何多余树脂将缓慢平衡整个部件并填充剩余的周边区域。

对于大型部件或复杂结构，可能需要更精细的进料控制策略。

可变厚度

如果发现零件的厚度与其应有的厚度不同，或者在相同层压板的区域存在厚度差异，则可能存在树脂过多或渗出过多的问题。这通常是由于进料侧过满导致树脂在某一区域积聚，而真空侧则因过度拉伸而树脂比例较低。

树脂罐的高度是一个关键因素。理想情况下，应将树脂罐放置在部件最低部分的下方（或略低），以防止虹吸效应和过度填充。当树脂罐位于零件上方时，由于大气压和高度差的静态水头作用，树脂可能会过度流动。

为了避免这种情况，可以使用较慢固化的树脂，并在填充部件后给予足够的时间让树脂自行整理到袋子下的等压状态。

树脂放热的Feed-line

根据您的流道选择，您可能会有某种类型的进料格栅和表面（网状）或层间（如Soric、沟槽芯等）流道介质。进料格栅必须能够移动大量树脂，因此当树脂开始固化时，格栅中可能仍有大量树脂。

如果您使用位于零件表面的进料系统（如螺旋包装、Enkafusion等），当树脂固化时可能会产生热量。对于薄零件或关键部件，这可能会导致过热和表面气泡等问题。

为了避免这种情况，可以制作进料系统以便在树脂流入零件后将其拉入袋子中的褶皱中（如下图中的红色圆圈所示）。如果包裹在剥离层中，螺旋包装非常适合此目的。如果不使用剥离层，则当袋子被吸入时可能会弹出。

对于较大的项目，可以购买带有缝合盖的进料管，内部有流道介质用于将树脂排出。但请注意，这可能会导致各种皱纹和树脂斑点问题。如果必须将流道介质留在那里，请使用涂层剥离层（如特氟龙剥离层）或两层常规的无涂层剥离层来减少这些问题。

准备好测温仪以监测温度是否升高。如果温度过高，可能需要制作一个系统来将进料线从零件上取下。

模具表面和脱模问题

模具表面的质量会影响气泡的形成和表面孔隙率。打磨至更细的粒度（如1500粒度并抛光）可以降低表面孔隙率的可能性。这是因为抛光后的表面更不易使水分膨胀成蒸汽或气泡在树脂正面滚动时“卡住”。

离型涂层也会影响表面孔隙率。对于难以解决的问题，可以尝试使用半永久性离型系统来代替蜡质离型剂。在应用半永久性脱模剂之前，还需要使用模具密封剂。

“桥接”和蹩脚的角落

如果遇到外半径看起来全是气泡或树脂填充不良的问题，则可能存在“桥接”问题。当纤维无法滑入外角时，树脂会以更大的体积填充该区域。解决方案是使用“滑接”，即在所有（或大多数）外角放置切口和搭接，以便当真空落在零件上时，搭接的层可以相互滑动并与工具完全接触。

可以使用滚筒或剪刀的边缘在内角（成为零件表面的外角）中“折断”纤维，以帮助加强件紧贴工具。但应尽量避免刮擦或碰撞模具本身或任何模内涂层。

喷涂胶粘剂

喷涂胶粘剂是用于将干式灌注成型堆栈固定在一起的粘性接触胶粘剂，但应使用非常少量以避免留下污迹。

专为灌注成型设计的产品通常是更好的选择，因为它们通常是“树脂可溶性”或至少“适合灌注”的。这些产品通常有一个颜色来指导应用，以确保不会过度喷洒。

尽量避免在必须非常漂亮的表面上使用喷涂胶粘剂。如果要进行清漆处理，应确保不会将粘合剂喷涂到模具表面上，因为这会导致难以修复的小针孔和缺陷。

一些增强材料制造商可以提供预粘纤维，这可以更加均匀且需要的胶粘剂更少。

进料管线的夹持和阀门

您应该在注入树脂之前和之后使用坚固的材料夹住您的进料管线。可调节的夹具（如带有蓝色旋钮的夹具）是一个不错的选择。将夹具加倍可以增加安全性。

对于大型复杂零件，可以考虑使用一次性塑料阀门来控制进料速度。这些阀门非常便宜且方便使用，但应确保它们不会泄漏。

夹紧进料管线时，要确保不会吸入空气或导致软管破裂。使用适当的夹具和阀门可以减少这些问题。

测试面板

如有疑问，请停下来制作一些较小的测试面板。使用模具的一部分或平桌进行测试。不要让测试面板太小以至于无法获得有用的信息。尝试使用与全尺寸零件相同的团队或代表性样品进行测试。

通过测试面板，您可以了解供给线间距、流速以及树脂的流动行为等重要信息。这有助于优化灌注成型过程并减少错误。

结论

这篇文章提供了一些关于如何优化灌注成型过程的建议。虽然这些建议并不详尽无遗，但希望它们能帮助您获得更多成功并减少废品。这些细节主要适用于那些已经掌握了基础知识但遇到问题并感到沮丧的人。通过不断学习和实践，您可以逐渐掌握这些技巧并提高自己的工艺水平。

文章来源：复合材料前沿

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