1.碳纤维真空成型工艺详解

核心概念：利用真空负压作为唯一或主要压制力的复合材料成型工艺

用真空袋密封堆放在模具上的碳纤维增强材料（干布+树脂，或预浸料

抽真空可创造低于大气压力（通常≥ -0.08 兆帕）的环境，利用大气压力（约 0.1 兆帕）。

均匀压实和铺设层，同时结合加热（烘箱、橡皮布或环境温度）使树脂流动、渗入纤维并固化

2.真空成型工艺的特点

设备（真空泵、烘箱）投资比热压罐低得多

模具（通常是木制模具、复合材料模具）的成本大大低于热压罐使用的高压高精度金属模具的成本。

单一压力源：仅依靠大气压力（约 0.1 兆帕）作为压实压力，压力有限

压力相对均匀：大气压力从各个方向作用于真空袋，提供更好的均匀压实效果（比接触成型效果更好）

出色的排气能力：连续真空可有效去除空气、水分和挥发性物质，减少孔隙率（不如热压罐有效）

3.碳纤维真空成型工艺

材料准备 - 铺设 - 密封 - 脱模和后处理

4.碳纤维真空成型工艺的优缺点

好处

设备简单，场地要求低：真空泵和烤箱（或热毯）可满足大部分需求

对复杂形状的适应性极强：对曲面、凹槽和大型结构的适应性极强

良好的表面质量（模具表面）：模具表面光滑度高

有效减少气孔：连续真空排气，明显优于开模接触成型

操作和学习相对简单：技术门槛低于热压罐

缺点

机械性能有限：最大压实压力仅为 0.1 兆帕，因此纤维体积含量低（50-55%），孔隙率高（1-3%+），机械性能（尤其是层间强度和抗压强度）明显低于热压产品

树脂流动控制难题（湿法）：容易出现渗入不均匀（树脂贫/富）、树脂流动以及其他影响性能和外观一致性的问题

固化温度和时间限制：受烤箱尺寸、功率或树脂系统限制

真空袋系统的可靠性：始终存在密封失效的风险，可能导致批量废品

生产效率相对较低：铺层（尤其是湿法）、包装时间和固化时间可能较长

双面质量差异：真空袋表面（不粘表面）通常比较粗糙，需要额外加工

挥发性物质处理（湿法）：某些树脂（如聚酯/乙烯酯）在固化过程中可能会产生刺激性气味或少量挥发性有机化合物

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、非承重结构件、原型车部件

船舶和海洋：船体、甲板组件、舱口盖、导流板、皮艇、桨

风力发电：中小型风力涡轮机叶片、机舱罩、整流罩

运动和休闲：自行车车架（入门级/中档）、头盔、冲浪板、滑雪板、钓鱼竿、划艇（一些非主要承重部件）

工业设备：机器保护罩、面板、支架、管道、罐衬里、固定装置和夹具

建筑与艺术建筑装饰板、雕塑、模型、展品

消费电子产品：无人机机身（消费级）、音响外壳、高端电子设备外壳

航空航天（二级承重部件/内部）：整流罩、内饰板、导管、二级支架

未来发展趋势

预浸料优化：开发高性能、低粘度和高流动性预浸料（仅限 VO 真空），专门针对真空袋工艺进行优化

效率和自动化

自动铺放应用：探索自动切割机和简单铺放设备在真空成型中的应用，尤其适用于平面或单曲率部件

快速固化树脂系统：缩短固化周期，提高生产效率

模块化/集成设备：开发结构紧凑、易于操作的真空加热集成系统

干法纤维导流取代湿法：改善渗透均匀性，减少挥发性有机化合物的排放（虽然严格来说这是一种 RTM 变体，但它通常与真空相结合）。

应用扩展：在小批量定制和大型非主要承重结构领域，不断取代传统材料和昂贵的工艺

摘要

其核心在于利用大气压力（约 0.1 兆帕）通过真空负压系统均匀压实和铺设层，并结合加热（烘箱/热毯/室温）完成树脂固化和纤维渗透