Resin Flow Properties of Fiber Preforms by Adding CFM during Vacuum Infusion Process in Yacht Construction
Date Issued
2012
Date
2012
Author(s)
Peiwen Chen, Wendy
Abstract
隨著VARTM(真空輔助樹脂轉注成型法, Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)技術的普遍及改良，FRP遊艇及風力葉片的建造趨於大型化，而使得製造構件之厚度大幅增加；在厚積層的灌注中，為考慮樹脂硬化時間，常在纖維中添加輔助流動材幫助流動，如擴散毯(distribution medium，常稱之黑網)，雖然黑網在流動中大幅提升臨擴散毯表面的滲透率，但在厚積層的灌注中卻造成表面和模具面(底面)的滲透率落差加大，而增加了封包(dry spot)的可能性。此外，傳統灌注佈管的模擬由於構件厚度尺寸相較整體構件甚小，模擬預估中較不需考慮厚度滲透率的影響。但隨著大型構件厚度尺寸的提升、上下表面滲透率差距加大，厚度方向的樹脂流動必須納入考量，以防錯估施工時間與封包發生之可能性。
在積層內搭配具有高滲透性質的連續纖維毯(CFM, Continuous Filament Mats，常稱之長纖)來輔助流動，將使整體流動速度提升，並在某些情況下使得上下表面的滲透率差距減小，相較於業界目前普遍使用切股氈(chopped strand mat)預置在積層中，長纖提供較佳的流動特性及強度，使得切股氈可被取代。本研究進行單軸、雙軸、四軸纖維搭配長纖時之面內(平面方向)及面外(厚度方向)滲透率實驗，利用商用軟體RTM-Worx進行模擬與積層纖維之灌注實驗比較。考慮長纖維在合理的流動速率下，提出最佳的置入長纖比例。並在研究的過程中，探討厚度滲透率測量中流體壓力(出口壓力)、壓差、纖維層數，對於厚度滲透率測量的影響，使得VARTM灌注模擬時能更準確的預測，並藉此提供CFM與多軸纖維任意組合時流動特性之預估模式與施工建議，提升遊艇結構真空灌注製程之效率。
Subjects
Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM)
Continuous Filament Mats(CFM)
permeability
through thickness permeability
distribution medium
Type
thesis
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