** Vergleich zwischen dem Vakuuminfusionsprozess und dem Handletingprozess **

Die Handlaie ist ein Open-Mold-Prozess mit erheblichen Vorteilen, einschließlich großer Flexibilität bei Formänderungen, niedrigen Schimmelpilzkosten, starker Anpassungsfähigkeit, marktanerkannter Produktleistung und niedrigen Investitionen. Dies macht es besonders für kleine Unternehmen geeignet. In diesem Verfahren werden jedoch auch mehrere Probleme vorgestellt, wie z. B. übermäßige Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), erheblichen Gesundheitsrisiken für Betreiber, hoher Mitarbeiterumsatz, materielle Einschränkungen, niedrigere Produktleistung, Hochharzverbrauch und Abfall sowie vor allem inkonsistente Produktqualität. Das Verhältnis von Glasfaser zu Harz, Teildicke, Laminierungsgeschwindigkeit und Gleichmäßigkeit hängt von der Fähigkeit des Bedieners ab und erfordert ein hohes Maß an technischem Fachwissen, Erfahrungen und Kompetenz. Der Harzgehalt in Hand-Lay-up-Produkten liegt im Allgemeinen zwischen 50% und 70%. Die VOC-Emissionen dieses Open-Mold-Prozesses überschreiten 500 ppm und die Styrol-Volatilisation erreicht 35% –45% der verwendeten Menge, während die Vorschriften in verschiedenen Ländern eine Grenzen bei 50–100 ppm festlegen. Derzeit haben die meisten ausländischen Hersteller zu Dicyclopentadien (DCPD) oder anderen Emissionsharzen mit niedrigem Styrol gewechselt. Als Monomer fehlt Styrol jedoch immer noch ein wirksamer Ersatz.

Das Vakuumharz-Infusionsprozess ist eine kostengünstige Herstellungstechnik, die in den letzten 20 Jahren entwickelt wurde und insbesondere für die Herstellung von Produkten in großem Maßstab geeignet ist. Die Vorteile sind wie folgt:

(1) Hervorragende Produktleistung und hohe Ertragsrate. Unter den gleichen Rohstoffbedingungen weisen Komponenten, die unter Verwendung des Vakuumharz-Infusionsprozesses gebildet werden, im Vergleich zu Hand-Layup-Komponenten 30% –50% höhere Festigkeit, Steifheit und andere physikalische Eigenschaften auf. Sobald der Prozess stabilisiert ist, kann die Ertragsrate fast 100%erreichen.

(2) Stabile Produktqualität und hohe Wiederholbarkeit.
Die Produktqualität wird vom Bediener weniger beeinflusst, um ein hohes Maß an Konsistenz innerhalb und zwischen Komponenten zu gewährleisten. Der Fasergehalt ist in der Form vor der Harzinfusion gemäß den festgelegten Mengen vorgegeben, was zu einem relativ konstanten Harzverhältnis führt, typischerweise zwischen 30%–45%. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit des Produkts im Vergleich zum Handablagerungsprozess signifikant und reduziert gleichzeitig Defekte.

(3) Verbesserte Ermüdungsbeständigkeit und reduziertes strukturelles Gewicht.
Mit einem hohen Fasergehalt, einer geringen Porosität und einer überlegenen mechanischen Eigenschaften - insbesondere verstärkter interlaminarer Stärke - verbessert der Vakuuminfusionsprozess die Ermüdungsresistenz signifikant. Bei den gleichen Festigkeits- oder Steifigkeitsanforderungen können Produkte, die mit diesem Prozess hergestellt wurden, eine Gewichtsreduzierung der Strukturanwendungen erzielen.

(4) Umweltfreundlich.
Als geschlossenes Ersatzprozess beschränkt Vakuumharz-Infusion flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und gefährliche Luftschadstoffe im Vakuumbeutel. Während der Vakuumpumpenabgase (die gefiltert werden kann) und beim Öffnen von Harzbehältern nur minimale Emissionen treten auf. Die VOC -Emissionen bleiben unterhalb des 5 ppm -Standards, verbessert das Arbeitsumfeld für die Betreiber erheblich, stabilisieren die Belegschaft und erweitern die anwendbaren Materialien.

(5) Verbesserte strukturelle Integrität.
Der Vakuumharz -Infusionsprozess ermöglicht die gleichzeitige Formung von Versteifungen, Sandwichstrukturen und eingebetteten Komponenten und verbessert die Gesamtintegrität der Produkte. Dies ist besonders geeignet, um große Strukturen wie Windkraftanlagen -Gondelabdeckungen, Bootsrämme und Aufbauten herzustellen.

(6) Reduzierter Rohstoffverbrauch und Arbeitskosten.
Im Vergleich zum Handaufbau wird die Verwendung von Harz für die gleiche Laminatstruktur mit minimalem Abfall und einer Harzverlustrate von weniger als 5% um 30% reduziert. Der Prozess verbessert auch die Arbeitsproduktivität erheblich und senkt die Arbeitskosten um über 50%. Dies ist besonders vorteilhaft, um große, komplexe Geometrien mit Sandwich- und Verstärkungsstrukturen zu formen und sowohl Materialien als auch Wehen erhebliche Einsparungen zu bieten. Zum Beispiel wird bei der Herstellung vertikaler Ruder für die Luft- und Raumfahrtindustrie die Verwendung von Befestigungselementen um 365 Teile reduziert, wodurch die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden um 75% gesenkt werden, wobei das gleiche Gewicht aufrechterhalten und überlegene Leistung erzielt wird.

(7) Hohe dimensionale Genauigkeit.
Produkte, die unter Verwendung des Vakuumharz-Infusionsprozesses hergestellt wurden, weisen im Vergleich zu Handablagerungsprodukten eine überlegene Genauigkeit (Dicke) auf. Unter den gleichen Layup-Bedingungen beträgt die Dicke von Vakuum-infundierten Produkten in der Regel zwei Drittel der von Hand-Lay-up-Produkten. Die Dickungsabweichung beträgt etwa ± 10%, während die Handaufstellung typischerweise zu einer Abweichung von ± 20% führt. Darüber hinaus ist die Oberflächenglattheit von Vakuum-infundierten Produkten überlegen. Beispielsweise ist die mit diesem Prozess erzeugte innere Wand der Gondelabdeckungen glatt, mit einer natürlich gebildeten Harzschicht auf der Oberfläche, wodurch die Notwendigkeit eines zusätzlichen Gelschichts beseitigt wird. Dies reduziert die mit dem Schleifen und Malerei verbundenen Arbeits- und Materialkosten.

Nachteile des Vakuumharz -Infusionsprozesses:

(1) Längerer und komplexerer Vorbereitungsprozess.
Der Prozess erfordert eine präzise Aufstellung, die ordnungsgemäße Platzierung von Durchflussmedien- und Infusionskanälen sowie eine effektive Vakuumversiegelung. Infolgedessen kann die Verarbeitungszeit für kleine Produkte tatsächlich die der Handlay-up-Methode überschreiten.

(2) Höhere Produktionskosten und Materialabfälle.
Hilfsmaterialien wie Vakuum-Beutelfilm, Flussmedien, Freisetzungsgewebe und Infusionsrohre sind in der Regel einzelne Gebrauch, von denen viele immer noch auf Importe angewiesen sind, wodurch die Produktionskosten höher sind als die der Handaufnahme. Mit zunehmender Produktgröße nimmt dieser Kostenunterschied jedoch ab. Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von im Inland hergestellten Hilfsmaterialien verengt sich die Kostenlücke. Die Entwicklung wiederverwendbarer Hilfsmaterialien ist auch ein wesentlicher Schwerpunkt für zukünftige Fortschritte in diesem Prozess.

(3) Prozessbezogene Risiken.
Bei großen und komplexen Strukturen kann ein Versagen während der Harzinfusion zu Produktabstoßung führen. Daher sind gründliche vorläufige Forschung, strenge Prozesskontrolle und effektive Kontingenzmessungen von wesentlicher Bedeutung, um den Erfolg des Prozesses sicherzustellen.