Process robustness and defect formation mechanisms in unidirectional semipreg
Process robustness and defect formation mechanisms in unidirectional semipreg
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单向半浸料的工艺稳健性和缺陷形成机制
DOI：
10.1080/20550340.2020.1834789
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Nutt, Steven R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Edwards, William T.;Martinez, Patricio;Nutt, Steven R.
非高压釜/仅真空袋（OoA/VBO）复合材料加工已成为高压釜固化的替代品，解决了与高压釜生产相关的经济，环境和生产灵活性限制。VBO加工可以在理想的加工条件下生产无缺陷的部件;然而，在制造环境中通常遇到的不利的加工条件（例如，差的真空）导致不可接受的高废品率，阻止了这种技术的更广泛采用。这项工作探讨了如何修改预浸料格式可以增加工艺鲁棒性。用定制的不连续树脂分布生产单向（UD）预浸料，此后称为半预浸料。半浸料表现出的穿透厚度的渗透率的数量级大于传统的热熔VBO浸渍。半浸料也是不太敏感的工艺条件的变化比传统的VBO预浸料。在situprocess监测允许观察和识别两个缺陷的形成机制，在固化过程中产生的定制预浸料。树脂特征形貌在这些机制中发挥了关键作用，表明其对下一代VBO半浸料设计的重要性。
Out-of-autoclave/vacuum-bag-only (OoA/VBO) composite processing has emerged as an alternative to autoclave cure, addressing economic, environmental, and production flexibility limitations associated with autoclave production. VBO processing can produce defect-free components under ideal processing conditions; however, adverse process conditions (e.g. poor vacuum) commonly encountered in manufacturing environments result in unacceptably high scrap rates, preventing more widespread adoption of such techniques. This work explores how modifications to prepreg format can increase process robustness. A unidirectional (UD) prepreg was produced with a customized, discontinuous resin distribution, henceforth referred to as semipreg. The semipreg exhibited through-thickness permeability orders of magnitude greater than conventional hot-melt VBO prepregs. The semipreg also was less sensitive to variations in process conditions than conventional VBO prepreg.In situprocess monitoring allowed observation and identification of two defect formation mechanisms arising during cure of the custom prepreg. Resin feature topography played a critical role in these mechanisms, indicating its importance to the design of next generation VBO semipregs.
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