1. 碳纤维真空成型工艺详解

核心概念： 一种利用真空负压 作为唯一或主要压实力的复合材料成型工艺

将铺叠在模具上的碳纤维增强材料（干布+树脂，或预浸料）用真空袋密封

抽真空产生低于大气压的环境（通常≥ -0.08 MPa） ，利用大气压（约 0.1 MPa）

 均匀压实铺层，同时配合加热（烘箱、热毯或环境温度） 使树脂流动、浸润纤维并固化

2. 真空成型工艺特点

设备（真空泵、烘箱）投资远低于热压罐

模具（常为木模、复合材料模）成本显著低于热压罐用高压高精度金属模

压力来源单一： 仅依靠大气压（约0.1 MPa） 作为压实压力，压力有限

压力相对均匀： 大气压从各个方向作用于真空袋，能提供较好的均匀压实效果 （优于接触成型）

优异的排气能力： 持续真空有效排出空气、水分和挥发物 ，减少孔隙率（效果不如热压罐）

3. 碳纤维真空成型工艺流程

材料准备-铺层（Lay-up）-密封-脱模与后处理

4. 碳纤维真空成型工艺的优缺点

优点

设备简易，场地要求低： 真空泵和烘箱（或热毯）即可满足大部分需求

优异的复杂形状适应性： 对曲面、凹槽、大尺寸结构适应性极强

良好的表面质量（贴模面）： 模具面可达到较高光洁度

有效降低孔隙率： 真空持续排气，显著优于开模接触成型

操作相对简单易学： 技术门槛低于热压罐

缺点

力学性能受限： 最大压实压力仅0.1 MPa，导致纤维体积含量偏低（50-55%）、孔隙率较高（ 1-3%+）、力学性能（尤其层间强度和压缩强度）显著低于热压罐制品 

树脂流动控制挑战（湿法）： 易出现浸润不均（贫胶/富胶）、树脂流胶等问题，影响性能和外观一致性

固化温度与时间限制： 受烘箱尺寸、功率或树脂体系限制

真空袋系统可靠性： 密封失效风险始终存在，可能导致批次报废

生产效率相对较低： 铺层（尤其湿法）、封装耗时，固化时间可能较长

双面质量差异： 真空袋面（非贴模面）通常较为粗糙，需要额外处理

挥发物处理（湿法）： 部分树脂（如聚酯/乙烯基酯）固化过程可能产生刺激性气味或少量VOCs

5. 碳纤维真空成型工艺的应用领域 & 未来发展趋势

应用领域

汽车： 车身覆盖件（引擎盖、扰流板）、内饰件、非承力结构件、原型车部件

船舶与海洋： 船体、甲板部件、舱盖、导流罩、皮划艇、桨板

风力发电： 中小型风机叶片、机舱罩、整流罩

体育休闲： 自行车车架（入门/中端）、头盔、冲浪板、滑雪板、钓鱼竿、赛艇（部分非主承力件）

工业设备： 机器防护罩、面板、支架、管道、储罐内衬、工装夹具

建筑与艺术： 建筑装饰板、雕塑、模型、展具

消费电子： 无人机机身（消费级）、音响外壳、高端电子设备外壳

航空航天（次承力件/内饰）： 整流罩、内饰板、导管、次级支架

未来发展趋势

预浸料优化： 开发专为真空袋工艺优化的高性能、低粘度、高流动性的预浸料（VO - Vacuum Only）

效率与自动化

自动化铺贴应用： 探索在真空成型中应用自动裁切机、简易铺贴设备，尤其适用于平板或单曲率部件

快速固化树脂体系： 缩短固化周期，提高生产效率

模块化/集成化设备： 发展紧凑型、易操作的真空-加热集成系统

干纤维灌注替代湿法： 提高浸润均匀性，减少VOCs排放（虽然严格说这是RTM变种，但常与真空结合）

应用拓展： 在小批量定制化、大型非主承力结构领域持续替代传统材料和更昂贵工艺

总结

其核心在于利用大气压力（约0.1 MPa）通过 真空负压系统 均匀压实铺层，结合加热（烘箱/热毯/室温）完成树脂固化和纤维浸润