摘　要：脈動灌注是制備復合材料的一種雙層真空袋輔助新技術。其主要創新在于應用設計合理的可重復使用的壓力分配器，降低材料成本、勞動時間和浪費。

　　樹脂灌注工藝長期用于復合材料部件和模具制備。實際上，自25年前玻璃纖維造船商／復合材料經銷商Seemann復合材料公司推出SCRIMP(Seemann復合材料灌注成型工藝)，這種技術的運用已得到顯著增長。許多復合材料制造商認識到它比傳統技術，如熱壓罐、RTM和手糊成型工藝，具有更多的經濟和環境優勢。因此，這種工藝目前廣泛應用于工業領域，包括船舶、風能、汽車和航空行業。由于其較廣泛的應用，研究和開發了幾種制造衍生技術和輔助產品，主要用來提高層壓板質量(更高的纖維含量、更低的空隙率和改善的表面光潔度)。例如，開發了雙層真空袋技術和控制氣壓樹脂灌注方法(CAPRI，波音公司發明)，與SCRIMP工藝相比，制造的復合材料具有較高的纖維含量和較低的空隙率。
　　復合材料成型工藝發展中的其它重要問題是成本和浪費。事實上，真空袋樹脂灌注成型耗費時間，產生較大的浪費，由于需要使用大量的輔助材料――例如，脫模布、導流介質和真空袋，它們必須鋪放在合適的位置上，并且成型后不能重復使用。
　　為克服其它灌注技術的缺點，意大利研究委員會復合材料及生物醫用研究院和那不勒斯大學材料及生產工程學院提出_種新的樹脂灌注方法脈動灌注，由于采用了可重復使用的流動分配器并降低樹脂消耗和浪費，這種方法具有成本優勢。

1　技術原理

　　傳統真空灌注工藝(VIP、VARTM)是通過真空利用熱固性樹脂浸漬干纖維增強材料。工藝一般包括三個步驟：鋪設纖維預成型體，抽真空和熱固性樹脂浸漬纖維，樹脂固化。增強材料一般是碳或玻璃纖維，被放置在單面剛性模具上，柔性真空袋材料代替常用的RTM配套金屬模具。根據部件尺寸和形狀，樹脂通過一個或多個進料口注入，為排除纖維預成型體中的空氣和使樹脂浸漬纖維，需要一個或多個真空抽氣口。在增強材料上放置導流介質，用來促進樹脂流動，完全浸透預成型體，排除成品空隙和干斑。對于脈動灌注，使用兩層真空袋，無需導流介質。內袋確定內真空室，樹脂灌注與VARTM工藝一樣。內袋直接鋪設在干纖維增強材料上，無需導流介質。在內袋和外袋之問放置合適的壓力分配器(圖1)，形成外真空室。

　　通過利用兩個真空室中不同的真空壓力并實時控制真空室之間的壓力差(圖2)，樹脂流脈動，并輔助樹脂在增強材料面內和厚度方向流動。
　　兩種制備方式：
　　(1)靜態模式：
　　先，外真空室的真空度要比內真空室高，引起壓力分配器上升。由于其獨特的形狀，壓力分配器拉起內袋的某些部分，在增強材料和內袋之間形成一個薄的開口，使樹脂可以流動。一旦引入足夠浸漬干纖維的樹脂，外袋的真空減少，內袋的真空增加，促進樹脂通過增強材料，并壓實纖維。

　　(2)動態模式：
　　壓力調節器逐漸調節內真空室和外真空室之間的壓力差，對樹脂產生一個壓縮作用，促進樹脂流過增強材料。
　　脈動頻率取決于樹脂和構成內真空室、外真空室材料的彈性特征以及壓力調節器。為在灌注過程中提供連續的脈動，在真空泵上增加一個閥門，并用LabVIEW軟件中的遠程界面進行控制。

2　主要優勢

　　在采用新的脈動灌注技術之前，與其他灌注工藝相比，證實其工藝優勢并確定終復合材料性能和制造周期成本的差異是很有必要的。例如，通過比較傳統真空灌注工藝和靜動態脈動灌注工藝制備的環氧／玻璃纖維復合材料的拉伸性能，評定脈動灌注工藝制備長纖維復合材料的可行性。實驗結果表明，動態脈動灌注工藝制備的層壓板的力學性能與傳統真空灌注工藝(VIP)的相似，因此，從這個角度來說，該工藝認為是等同的(見表1)。

　　同時也對VIP和脈動灌注進行了成本分析，重點是樹脂和輔助材料，制備了雙軸向玻璃纖維復合材料板(1m2，2mm厚)。脈動灌注的樹脂消耗少，因為具有較好的真空壓力分布，脫模布的使用控制較嚴格，脈動灌注形成了材料成本節省約19％的優勢，同時由于沒有導流介質，浪費減少。

3　結　語

　　脈動灌注是一種交替的真空灌注工藝，采用雙層真空袋和硅透氣膜取代傳統VIP導流介質，具有靜態和動態(使用自動化系統)兩種模式，材料成本可以節省約19％。