在线流动前沿检测

再生碳纤维毡

表面测绘传感器

J。克拉兹1*

，左。Zschenderlein1号

，A。2级

1英国布里斯托尔BS8 1TR布里斯托尔大学布里斯托尔复合材料研究所（ACCIS）。

2南特大学热能与能源实验室（LTEN）é 德南特，44306，南特，法国。

关键词：过程监控；不连续钢筋；液体复合成型；

树脂流动。

介绍

大多数复合材料制造过程发生时几乎没有关于变化的实时信息

对复合材料微观结构的影响。关于离散流之间流动前沿位置的信息

测量点可用于检测缺陷，如液体模塑过程中的干点

由影响局部渗透率的纤维体积分数变化产生。低纤维体积区域

可能导致赛道，而高纤维体积分数可能会阻止干纤维的充分渗透

区域。在连续纤维加工过程中，经常会观察到有间隙存在的情况

钢筋或在模具壁上。纤维体积分数的变化不太常见

连续材料，但再生碳纤维毡已显示出纤维含量的空间变化[1]。

在树脂注射过程中，传感技术已被用于监测模具填充阶段

过程。常用技术包括直流（DC）分析、超声波传感器和

压力传感器[2]。将流动前沿检测的几种传感方法与流动前沿相结合

预测影响树脂流动从而改善树脂流动。Di Fratta等人[3]重建了流动前沿模式

在灌注过程中的任何一点都不用模拟模腔的填充。这是

通过在模腔内放置少量压力传感器实现。获得的

在渗透率比和渗透率较小的情况下，流动前沿估计值与实验值吻合较好

中断是已知的。

本文的目的是研究表面映射传感器是否具有测量点

在毫米的数量级上，可以检测液体模塑过程中的细尺度流动。迄今为止，压力

映射传感器以前从未用于流动前沿检测，但已用于测量

纤维增强体的压实应力与流体压力[4]。

实验方法

利用表面映射传感器和透明上模表面进行了实验

比较以确定当流体饱和时，是否可通过压力变化检测到流动前沿

一种最初干燥的纤维。实验装置如图1所示

在图1（b）所示的底部铺层和底部模具表面灰之间放置映射传感器。

该传感器有一个111.8平方毫米的感应面积，每2.5毫米有一个测量点。

（a） （二）

图1：显示压力映射传感器位置的实验装置（a）和示意图（b）。

结果

表面映射传感器检测到的树脂流动位置似乎是一致的

通过相机拍摄的图像，如图2所示。初始压力分布

包括图2（a、e、i）所示的孔，该孔在预制件的中心冲孔以形成矩形

流经纤维增强体的厚度。注入试验液时，金糖浆

用15%的水稀释，通过图2（b，f，j）中的压力映射传感器观察到流动前沿

通过摄像机图2（d，h，l）。平滑图2（c，g，k）中的原始压力图进一步澄清了

压力映射传感器检测到的流动前沿。观察到强烈的半长轴效应

在连续的单向材料中，由于沿轴向的渗透率较高，流动前沿呈椭圆形

纤维。在再生纤维材料中观察到一个更为圆形的，尽管有点不规则的流动前沿，

在鼓励赛道的情况下，观察到了一个非圆形的流动前沿。

初始压力

分布（原始）

期间的压力

注射（原料）

期间的压力

注入（平滑）摄影机观察

（a） （b）（c）（d）

（e） （f）（g）（h）

（i） （j）（k）（l）

图2：连续单向纤维增强（a–d）、再生不连续纤维材料（e–h）和

a-45连续纤维材料° 中央帘布层的间隙，以创建竞速追踪效果（i–l）。

结论

迄今为止所获得的结果表明，压力映射传感器是一种很有前途的测量方法

液态复合模塑流动前沿检测。一个更详细的分析目前正在进行中

将压力映射传感器和光学相机检测到的流动前沿进行比较和对比，得出更可靠的结论。