Vakuuminjicering

Inledning

•  
• Matrisflöde vid vakuuminjicering

Vakuuminjicering, eller infusion, är en sluten tillverkningsprocess för tillverkning av kompositer. Fiber och eventuellt kärnmaterial placeras torrt i formen som försluts med en vakuumbag. Med hjälp av vakuum sugs matrisen in i formen och väter fibern. Permeabiliteten i vanliga fibermattor är mycket låg, det gör att det behövs någon form för hjälpmedel där matrisen kan flyta snabbare fram för att kunna producera kompositlaminat inom en rimlig tid. Lösningen är att se till att matrisen kan spridas utöver ytan på fibermattorna i ett material för att sedan väta fibern genom tjockleken. På så sätt kan man få relativt kort injiceringstid. Det finns olika sätt at sprida matrisen på. Ett sett är att lägga et disributionsnät på utsidan av laminatet, och när matrisen har härdat tar man bort distributionsnätet. Bilden visar ett injiceringsskott där matrisen har flödat ungefär halvvägs över en sandwichplatta. De två matrisfrontarna i visar tydligt att matrisen flödar fram i det gröna distributionsnätet (ljust område) och sedan ned i fibern (mörkt område).

Ett annat sätt att underlätta matrisflödet på är att lägga ett lager av ett material med mycket hög permeabilitet inuti fibermattorna. Vid produktion av sandwich kan även kärnmaterialet användas som distributionsmedium.

Laminering

• 
• Vakuuminjicering av två sandwichpaneler

Mattor bestående av torr fiber placeras i en form. Det svåra med att placera ut torr fiber i en form är att den inte klibbar fast i formen. Har man en matta som är lite styv som placeras i en form med små radier kommer mattan att inte ligga intill formen. Ett sätt att lösa detta på är att spruta på någon form för lim som håller mattorna på plats i formen. Tyvärr reducerar i samtliga lim den interlaminära skjuvhållfastheten rätt dramatiskt. Provdata på hållfasthetsreduktionen är svåra att tolka då resultaten till stor del beror på den som applicerar limmet. Det finns även dubbelsidig tejp som kan användas, men även den påverkar den interlaminära skjuvhållfastheten negativt. Kan man därför klara sig utan lim så är det absolut bäst. Måste man använda lim ska man använda så litet som möjligt på ställen där laminatet kommer att vara lågt belastat.

När mattor, distributionsmedium och eventuellt kärnmaterial ligger på plats i formen täcks den över med en vakuumduk som tätas längs kanten på formen. Principen går ut på att man i ena ändan suger med en vakuumpump och i andra ändan släpper på våt matris. För att säkerställa en jämn och snabb fördelning av matrisen i stora formar kan det vara nödvändigt att ha flera inlopp eller att lägga ut kanaler där matrisen kan flöda fram snabbt för att sedan spridas i laminatet med hjälp av distributionsmediet. Som kanaler kan man använda så kallade omegaprofiler eller man kan använda kabelspiraler. När man har dragit matrisen genom hela formen stänger man inloppet, reducerar vakuumet och låter matrisen härda.

Härdning

Vilken härdprocedur man använder beror helt på vilket matrissystem man använder. Generellt gäller att system som härdar vid rumstemperatur får bättre materialegenskaper om de efterhärdas vid förhöjd temperatur.

Användning

Att producera komponenter med vakuuminjicering är relativt arbetsintensivt, men materialen är relativt billiga. Man kan producera mycket stora strukturer med vakuuminjicering. Vakuuminjicering används till produkter som är något kostnadskänsliga, relativt stora och görs i relativt korta serier. Exempel på vakuuminjicerade produkter är fritidsbåtar i storleksordningen 10 – 130 fot och blad till vindenergiverk.