真空壓力是復(fù)合材料行業(yè)最常用的“工具”之一。其重要性在于在鋪層表面施加一致且均勻的壓力。事實(shí)證明，這一概念有助于在任何復(fù)合材料層壓板中實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)。無論采用哪種工藝，應(yīng)用真空壓力都有助于實(shí)現(xiàn)纖維/樹脂比例、材料特性和表面光潔度的最佳效果。對于業(yè)內(nèi)某些人來說，真空袋是復(fù)合材料制造的藝術(shù)。在精心準(zhǔn)備的優(yōu)質(zhì)密封袋下適當(dāng)施加真空壓力，預(yù)浸料、灌注和濕鋪層都可以從中受益。但如何知道需要哪種類型的設(shè)備、可實(shí)現(xiàn)的最大真空度是多少，或者哪種類型的泵在復(fù)合材料工藝中效果良好？我們將討論這個(gè)問題，并提供一些關(guān)于如何充分利用給定設(shè)置的技巧。

最大真空

對于任何真空設(shè)備設(shè)置，都需要注意一些變量和單位。除了復(fù)合材料或真空之外，通常使用磅/平方英寸 (PSI) 來表示壓力。測量真空壓力略有不同。英寸汞柱 (“Hg”)用于描述真空對物體施加的壓力。這是大氣施加的壓力與施加在物體上的真空之間的差值。（這就是“Hg”通常為負(fù)數(shù)的原因）適用真空壓力的有趣之處在于知道它是相對的還是依賴于大氣壓力。大氣壓力控制著人們可以輕松實(shí)現(xiàn)的最大真空。常見的大氣壓力差異是由于海平面高度差異造成的，其中可能應(yīng)用了真空。最重要的是，真空壓力不能高于大氣壓力。

基本上，真空袋下可以達(dá)到的最大真空度約為 29.5。然而，這是在近乎完美的條件下。隨著海拔高度的升高，由于氣壓降低，可實(shí)現(xiàn)真空度會降低。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，海拔每升高 500 英尺，氣壓就會下降 0.5 “Hg。這意味著可以達(dá)到的最大真空度也會下降。在通常的做法中，從總數(shù)中減去 1 “Hg 將使人們能夠以最佳泵設(shè)置為目標(biāo)。

每道工序泵數(shù)

用于復(fù)合材料袋裝的泵類型將影響袋下部件上可施加的真空壓力。考慮到織物和樹脂的價(jià)格，投資優(yōu)質(zhì)真空泵將使復(fù)合材料的制造過程更加輕松。這些泵的選擇可能在很大程度上取決于所使用的鋪層和固化工藝的大小。

對于濕式鋪層，最好使用可以在一定真空度下運(yùn)行的泵。雖然大多數(shù)真空泵可以抽取一定量的壓力，但并非所有類型的真空泵都喜歡以有限或受控的方式運(yùn)行。無油泵（如干式旋轉(zhuǎn)葉片或隔膜泵）在這些情況下效果很好，因?yàn)闈袷戒亴涌赡苄枰^低的壓力來將樹脂保持在部件中或控制嵌入芯體的部件的壓力。可以使用油潤滑真空泵，但濕式鋪層不需要。

灌注工藝可能需要更高的設(shè)置才能達(dá)到最大真空度。疊層內(nèi)的織物材料需要緊緊貼在模具表面。如果是較大的部件，壓力調(diào)節(jié)可能成為一個(gè)因素，因?yàn)樵跇渲耆⑷氩考罂赡軙褂幂^低的壓力。對于較小的灌注作業(yè)，隔膜泵與調(diào)節(jié)系統(tǒng)配合使用效果很好。對于較大的灌注作業(yè)，旋片式真空泵可能效果更好。

預(yù)浸料要求最高的真空度。大多數(shù)預(yù)浸料至少需要 24 “Hg 才能實(shí)現(xiàn)最佳材料性能。預(yù)浸料的簡單之處在于，一旦袋子被拉下，就不需要高 CFM 等級。因?yàn)橐坏┐颖焕拢筒恍枰趦?yōu)質(zhì)密封袋內(nèi)產(chǎn)生壓力變化。油潤滑旋片式泵非常適合預(yù)浸料工藝，因?yàn)橛蜐櫥猛哂懈叩目蓪?shí)現(xiàn)最大真空度。

CFM 重要嗎？

在復(fù)合材料中，人們可能聽說過每分鐘立方英尺 (CFM) 及其對真空泵的分類。CFM 表示在一定時(shí)間內(nèi)可以從給定袋子下抽出多少空氣。表面上看，CFM 容量較大的真空泵在較大部件上的產(chǎn)量會更好。因?yàn)?CFM 較高的泵會更快地抽出更多的空氣，比 CFM 較低的泵更快地抽真空。但這并非總是需要的。說到質(zhì)量，真空壓力是關(guān)鍵。而不一定是袋子抽真空的速度有多快，或者“真空泵”是否能抽出大量的空氣。有幾種不同的方法可以使用較低的 CFM 泵并及時(shí)保持高質(zhì)量的部件。最重要的是減少袋子中的多余空氣量。

可以通過在袋子密封處留一個(gè)小縫隙并將空氣從孔中擠出來做到這一點(diǎn)，就像折疊帳篷以排出空氣一樣。另一種方法是使用簡單的車間真空系統(tǒng)從部件中抽出初始空氣，然后使用真空泵施加真空壓力。大多數(shù)情況下，對于大多數(shù)袋裝部件，使用車間真空吸塵器可以去除袋子內(nèi) 95% 的空氣。車間真空系統(tǒng)具有高容量（CFM），可用于移動空氣，但通常不會產(chǎn)生太大的壓力。由于許多人已經(jīng)在家中使用車間真空系統(tǒng)，因此這種高 CFM 使其成為可能的選擇。