液体灌注即液体成型工艺在碳纤维机翼中的应用以及疲劳与韧性提升

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发布日期：2021-07-01 作者：大连义邦科技浏览数：9690

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复合材料虽具有屈曲（失稳）承载能力，但屈曲对疲劳、损伤性能的影响难以直观评估，从而限定了复合材料主结构梁承载时不允许出现失稳，所以抗失稳能力强的正弦波腹板梁结构采用了复合材料易于成形制造，因此碳纤维复合材料在航空尾翼、机翼机构中得到了很好的应用。

碳纤维复合材料结构设计需要特殊考虑

CFRP很轻但也容易出现分层及损伤容限不够所带来的自身材料问题，在飞机的结构设计选材必须综合考虑复合材料最高使用温度、冲击后压缩强度(CAI)、湿/热引起的性能退化以及材料的工艺性问题（如树脂体系固化温度、固化时间、工艺等），都可以通过材料及一定的设计来提高复合材料的韧性、抗分层性等。

碳纤维材料制造工艺同样区别于其他材料，有着较为复杂的设计要求，复合材料结构一般是采用模具热压固化成型，要求制造工艺技术较高，如纤维设计的结构方向不同，所成型的效果不同，并且切断纤维的机械加工应尽量减少。目前，通常采用浸渍基体树脂的增强纤维预浸料逐层铺贴在磨具上，再经过热压等工艺最后成型。

目前人们已开发出制造成本更低的成型工艺，液体灌注等一系列制造方法，为制造拥有更高价值的碳纤维复合材料提供了新的解决思路。与传统预浸料和高压釜固化结构件相比，这种组合显著降低了劳动力和材料成本，同时保持了结构完整性和重量适中性。

液体灌注即液体成型工艺大致分为3个重要的步骤，

1、将两层准各向同性碳纤维织物铺设到模具中，以形成控制面的下表皮。面纱可以贴在织物的外面，以帮助树脂和空气的传播。

人们在预浸料层与层之前添加如大连义邦Xantu. Layr纳米纤维增韧膜材料，来提高复合材料断裂韧性，通过在预浸料层间增加热塑性纳米纤维膜从微观提高树脂韧性，冲击或压缩后吸收裂纹能量。在层间区域充当脆性树脂基体的纳米级增强物质，最终形成更坚韧的树脂。提升碳纤维机翼的疲劳与损伤容限。

Xantu. Layr纳米纤维增韧膜

2、在铺层完成后，开始关闭模具。他们将翻盖模具的上半部分放在下半部分上，并用螺栓固定。接下来，他们连接第一组端板，称为中间密封板。

3、将模具放入烘箱中，并用连接管道进行灌注。将两条树脂出口管和一条树脂进口管连接到模具上，并在控制面使用轻树脂转移模塑。然后，对模具和树脂进行预热并注入树脂，以充分润湿碳纤维预制件。一旦完成，出口管和进口管关闭，让加压智能工具产生静水压力，在固化过程中巩固预制件和空隙。

使用上述技术组合包括智能工具、低成本原材料和树脂传递模塑，与传统预浸料和高压釜固化组件相比，能够设计和制造具有结构完整性和重量适中的低成本复合材料零件。

通过此种方法制造的碳纤维机翼方法与预浸料、高压釜固化的行业标准生产方法进行比较时，此方法通常会节省20-50%的成本。

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