用于树脂传递和其它工艺的具有一体式流体传递导管和密封的真空袋的制作方法

专利名称：用于树脂传递和其它工艺的具有一体式流体传递导管和密封的真空袋的制作方法
技术领域：
这里描述的主题总体上涉及用于树脂传递模塑和其它工艺中的真空袋。更具体 地，这里描述的主题涉及形成于真空袋中的流体传递抽取结构，所述真空袋操作用于真空 辅助的树脂传递模塑、预吸胶(debulking)、压坯或类似工艺。
背景技术：
复合材料宽泛地定义为两种或更多种不相似材料的组合以产生具有在单独各种 成分中没有呈现的增效性质的新材料。实际上，词语“复合材料”通常与增强塑料比如玻璃 纤维结构相关联。在玻璃纤维的情况下，在高度可变化范围的产品几何形状下可实现有益 的增效性质，包括耐蚀性、低重量、高强度和低成本。复合材料物品(比如玻璃纤维船体、船桥甲板、风机叶片)的制造需要可凝固树脂 系统与“预制坯”结合，“预制坯”包括各种增强体，比如玻璃纤维、纱、流动介质以及芯部。很 多工艺可用来用液体树脂浸渍预制坯以制作复合材料。一种这样的工艺是树脂传递模塑， 其涉及限制于模塑表面之间的预制坯，树脂在所述模塑表面上引入剩余的开口空间。树脂 浸渍方法有利地限制暴露于被环境保护机构(EPA)认定为潜在健康危害的易挥发有机化 合物(VOC)以及有害空气污染物(HAP)，对此应当寻求替代的控制技术。而且，树脂浸渍方 法允许对零件尺寸和纤维体积分数进行更好的控制。真空辅助树脂传递模塑(VARTM)是一种具体的树脂传递模塑方法，其通过将位于 单侧硬质工具和放置于工具上的预制坯的柔性真空袋之间的空气移除来实现预制坯的压 实。加工成本显著降低，因为仅有一个工具表面，并且大气压力代替了液压压力机。VARTM 为很多以前认为不可浸渍的零件提供了可负担的闭合模塑方案。用于真空浸渍和预吸胶的真空袋依赖于移除驻留在形成于模具和袋之间的腔内 的空气和其它流体的能力。这通常通过将真空泵连接至位于基部模具中或穿过真空袋的一 个或多个真空端口来完成。当袋处于初始未压缩状态时，相对易于通过分散的真空端口来 移除流体。然而，在袋被排空时，上方的大气压力倾向于相对于基部模具压平袋并且因而使 得逐渐更加难以从模具表面之间移除任何残留流体。这个问题目前的解决方案通常涉及将 多孔“呼吸”材料的零件置于整个模塑表面的战略位置中以便提供活动真空通道，甚至在袋 压塌在模具表面上时。然而，这个工艺需要手工劳动来设置，并且在废流体与呼吸材料相接 触时，该材料经常需要更换。
关于使用真空袋的另一问题是需要快速实现有效的周边密封。常见密封系统包括 使用胶带、胶粘剂或可再用紧固件。然而，这些方案的每种都存在问题，包括需要另外的劳 动和形成材料浪费。另外，真空袋倾向于在典型的生命周期期间改变形状，并且因而固定密 封的位置会及时移动，使得难以维持袋的张紧，啮合密封，或者两者同时存在。考虑到这些因素，很明显，尽管对使用可再用真空袋的兴趣日渐增长，但是对于可 再用真空袋完全融入复合材料工业存在着若干障碍。具体地，需要一种真空袋，其能给基部 模具提供可靠密封同时仍然允许尽可能长时间的尽可能多的真空以从干燥预制坯上多个 位置处移除空气并且均勻地浸渍预制坯而不会浪费地从预制坯排出大量树脂。

发明内容
这里描述的主题包括用于树脂传递和其它工艺的具有一体式流体传递导管和密 封的真空袋。根据一个方面，这里描述的主题包括一种具有用来与基部模具一起使用的一体式 流体传递通道的可再用真空袋，该可再用真空袋包括弹性膜片，弹性膜片具有第一表面，第 一表面的至少一部分限定预制坯接触表面。真空袋还能包括弹性膜片的第一表面上的微造 型表面，微造型表面限定流体传递通道。另外，至少一个流体抽取端口能提供为与流体传递 通道相通，流体抽取端口适合于接合至湿式或干式真空泵以从流体传递通道移除流体。限 定流体传递通道的微造型表面能适合来在流体抽取端口接合至真空泵时允许弹性膜片的 第一表面和与弹性膜片相通的基部模具表面之间的流体流动。根据另一个方面，这里描述的主题包括一种可再用真空袋，其包括用来将可再用 真空袋紧固至基部模具表面的部分的附接系统。可再用真空袋能包括弹性膜片。弹性膜片 能具有第一表面，第一表面的至少一部分限定预制坯接触表面。流体传递通道能与预制坯 接触表面分开地定位在第一表面上。另外，可再用真空袋能包括与流体传递通道相通的至 少一个流体抽取端口，流体抽取端口适合用来接合至湿式或干式真空泵以在具有流体传递 通道的区域中从弹性膜片下面移除流体。而且，弹性膜片的与流体传递通道相邻的区段能 是基本上平滑的，并且流体传递通道或基部模具表面之一能具有微造型表面。微造型表面 能适合来在流体抽取端口接合至真空泵以使得弹性膜片紧固至基部模具表面时允许弹性 膜片与基部模具表面之间的流体流动。根据又一个方面，这里描述的主题包括一种制造用作真空袋的膜片的方法。该方 法能包括提供用来形成真空袋的工作表面。工作表面能限定预制坯接触表面模板。具有表 面微造型的一个或多个物品能定位在工作表面上。至少一层未凝固的弹性材料能施加到工 作表面的至少一部分上。所述至少一层未凝固弹性材料能凝固以形成形状与工作表面基本 上相应的膜片，所述一个或多个物品的形状和微造型结合入膜片作为一个或多个流体传递 通道，并且膜片弹性地变形并且对于流体是基本上不可渗透的，用来作为真空袋。而且，至 少一个流体抽取端口能提供为与一个或多个流体传递通道相通。


现在将参照附图解释这里所描述的主题的实施例，其中图1示出根据本主题的实施例的真空袋的倒置透视图2示出定位在基部模具上的真空袋的顶部平视图；图3示出根据图2所示实施例具有流体传递通道的真空袋的横截侧视图；图4示出根据本主题的实施例的用于流体传递通道的代表性结构轮廓；图5示出根据本主题的另一个实施例的具有一体式流体传递通道的真空袋的制造方法；图6示出根据本主题的另一个实施例的具有附接流体传递通道的真空袋的另一 种制造方法；图7示出根据图2所示实施例相对于基部模具压实预制坯的真空袋的横截侧视 图；图8示出相对于基部模具压实预制坯并且在预制坯和流体传递通道之间使用一 次性通气器的真空袋的另一个实施例；图9示出根据本主题的一个实施例的真空袋的底部平视图，其具有带有渗透性梯 度的流体传递通道；图10示出根据本主题的另一个实施例的真空袋的底部平视图，其包括一次性通 气条带；图11示出根据本主题的又一个实施例的真空袋的底部平视图，其包括一次性通 气条带；图12示出根据本主题的再一个实施例具有用作附接机构的流体传递通道的真空 袋的底部平视图；图13示出根据图12所示实施例的具有附接结构的真空袋的横截侧视图；图14示出根据本主题的实施例的具有附接结构的真空袋的另一侧视图；并且图15示出根据本主题的另一个实施例的真空袋的底部平视图，其具有用作附接 机构的流体传递通道以及袋定位导向件。
具体实施例方式现在将详细参照本主题的可能实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示 例提供来解释本主题并且不是作为限制。实际上，作为一个实施例的部分示出或描述的特 点能用于另一个实施例以产生再一个实施例。本主题应当将覆盖这种变型和变化。根据一个实施例，如图1至3所示，本主题提供一种与基部模具20 —起使用的可 再用真空袋10。虽然可再用真空袋10能包括框架、网膜板、端口、密封、升高设备以及其它 部件，但是主要元件是弹性膜片12。数种材料具有固有弹性为弹性膜片12提供良好的候 选物。这些材料包括天然和合成橡胶、硅酮、尿烷、特制弹性体以及热塑片材，仅举例几种。 适合用作弹性膜片12的示例性材料包括在2008年1月25日申请并共有的同样未决的美 国专利申请号12/036,642中公开的那些，该申请的全部内容通过参考结合于此。另外，能 期望用来形成弹性膜片12的材料具有从液态转化为固态的能力。这个相变可涉及聚合反 应、熔化和结晶过程、蒸发干燥过程或某种其它方法。这样，液体弹性体能经由喷射、浇注、 铸造、涂漆、辊涂或旋转模塑施加至工作表面30以形成弹性膜片12。不管材料或构造方法， 弹性膜片12能弹性变形并且对于可从弹性膜片12和基部模具20之间的区域排出的空气 或其它流体而言是基本上不可渗透的，使得其适合作为真空袋10。
参照图1至3，弹性膜片12能包括能用作弹性膜片12的模具侧表面的第一表面 14。预制坯接触表面16能形成于弹性膜片12的第一表面14中。预制坯接触表面16通常 与下面预制坯24的紧凑形状相符合，在将压力施加至弹性膜片12的外表面(例如，与第一 表面14相反的表面)时，预制坯24本身与下面基部模具20的基部模具表面22相符合，从 而为使用真空袋10形成的复合物品产生期望的形状。有利地，预制坯接触表面16能形成 为大致模仿将使用真空袋10形成的复合物品的最终形状以使得预制坯接触表面16无需过 度地伸展以与小裂缝、具体几何图形或其它表面特点相符合。如在图2中所示，真空袋10 无需足够大以便覆盖全部基部模具表面22，只要覆盖整个预制坯24并且真空袋10的周边 能密封至基部模具表面22 ；然而，应当理解到，真空袋10能定尺寸为覆盖全部基部表面22 或甚至延伸超过基部模具20的外周边。如图5和6所示，能将至少一层弹性材料施加至工作表面30的至少一部分上以形 成弹性膜片12。预制坯接触表面16能通过提供用来形成真空袋10的基本上无孔工作表面 30来形成，同时工作表面30限定预制坯接触表面模板32。弹性材料能固化(例如，硬化) 以形成弹性膜片12，其限定其形状与工作表面30的预制坯接触表面模板32基本上相应的 预制坯接触表面16。替代地，弹性膜片12的基本上未改变部分能用作预制坯接触表面16。 弹性膜片12的所述部分无需限定特定形状，而是替代地能在预制坯24上伸展。在这个替 代方案中，复合物品的形状在施加力(例如，相对于下面的基部模具表面22真空牵引弹性 膜片12和预制坯24)之下由与预制坯24相符合的预制坯接触表面16限定。除了预制坯接触表面16以外，图5示出了至少一个流体传递通道40也能形成于 弹性膜片12中。举例来说，流体传递通道40能是形成于弹性膜片12上的微造型表面42。 微造型表面42确保流体传递通道40保持流体可渗透，同时还提供了对相对于基部模具20 压下真空袋10的施加力的充分抵抗力以使得流体传递通道40不会压塌。在形成真空袋10 期间，一个或多个物品34能定位在工作表面30上以用作模板，以在模板上形成弹性膜片12 中的流体传递通道40。形成物品34的材料能选择为使得用来形成弹性膜片12的弹性材料 不会粘附至物品34。这样，完成的弹性膜片12能完全从物品34和预制坯接触表面32移 除，但是物品34的形状和微造型传递至流体传递通道40。替代地，微造型表面能形成于基部模具表面22上，而不是弹性膜片12上，以形成 流体传递通道40，尽管如果被废流体填满的话，微造型模具表面与微造型膜片相比更难以 清洁。在图6所示的再一个替代构造中，单独的通道形成物品35能在弹性膜片12已经构 造之后紧固至真空袋10的第一表面14，并且通道形成物品35包含流体传递通道40。举例 来说，绕着纵向轴线(例如，在纵向上切割的管道)弯曲的材料条带能紧固至弹性膜片12 的第一表面以限定流体传递通道40。这个通道形成物品35能附接至弹性膜片12，作为真 空袋10的制造的一部分。在这一点上，物品35能放置在真空袋10将构造于其上的工作表 面30上。至少一层弹性材料能施加在到工作表面30以及通道形成物品35上，从而在弹性 材料凝固时将通道形成物品35结合入弹性膜片12。替代地，单独地形成的弹性膜片12不 然的话能紧固至通道形成物品35 (例如，粘性地附着、机械地结合)。在这些构造的任何一 个中，具有有限渗透性的导管形成于弹性膜片和基部模具表面22之间。另外，参照图7和8，至少一个流体抽取端口 44能设置为与流体传递通道40相通， 流体抽取端口 44适合用来接合至真空泵46以从流体传递通道40内移除流体。在这个布置中，流体传递通道40的微造型表面42适合来允许气体比如空气和/或液体在流体抽取 端口 44接合至真空泵46时在弹性膜片12和与弹性膜片12相通的基部模具表面22之间 流动。而且，流体抽取端口 44能用来从流体传递通道40吸引废流体。预制坯24或流体传 递通道40中不想要或不需要的废流体能包括空气、水、挥发气体、过量树脂，以及过量地存 在于真空袋10和基部模具表面22之间的其它流体。流体抽取端口 44能附接至真空袋10 与流体传递通道40相通，如图1、12、13和15所示。替代地，流体抽取端口 44能形成于基 部模具20中并且定位为使得在真空袋10定位于基部模具表面22上时，流体抽取端口 44 与流体传递通道40相通。这个构造的示例在图3、7、8和14中示出。类似地，树脂源(未 示出)能通过基部模具20或真空袋10连接以使得其与预制坯24相通，以在树脂传递模塑 处理期间将树脂供应至预制坯24。有多种形成能限定流体传递通道40的微造型表面42的方法。举例来说，微造型 表面42能通过根据它们的表面微造型来选择将定位在工作表面上的物品24来获得。借助 示例，具有微造型表面42的流体传递通道40能通过将微造型材料条带在工作表面30上定 位于围绕预制坯接触表面模板32来形成。具体地，微造型材料条带能是具有期望砂粒的砂 纸条带，或微造型材料条带能通过用碎料聚合体等覆盖粘性条带来定制地设计。这样，在将 弹性材料施加至工作表面30以形成弹性膜片12时，一个或多个物品34的形状和微造型结 合入弹性膜片12作为一个或多个流体传递通道40。特定微造型材料的镜像传递至形成于 其上的弹性膜片12。作为一个示例，如果在升高的支柱48之中由打开通道47的相连网络 限定的微造型在流体传递通道40中是期望的，其一个示例在图4中示出，物品34的表面上 的微造型能包括由山状相连网络围绕的开口空间或山谷的不连续网络。如上所述，限定流体传递通道40的微造型表面42能用作导管，用于将流体从弹性 膜片12下面传递或移除。具体地，如图7和8所示，在真空袋10相对于基部模具20密封 时，流体传递通道40能用来当在基部模具20和弹性膜片12的预制坯接触表面16之间压 实预制坯24和/或用树脂浸渍时从预制坯24内吸引空气。在这一点上，无需流体传递通 道40是显著较深的通道以用于其预定目的。实际上，能期望流体传递通道40相对较浅以使 得能限制可穿过流体传递通道40的材料的种类。另外声明，流体传递通道40能设计为充 分地可渗透以允许空气通过但不是如此地可渗透以允许其它流体比如浸渍树脂容易通过。流体穿过流体传递通道40的能力(即，流体传递通道40的渗透性)能通过控制 形成于其上的表面微造型42的轮廓来控制。具体地，具有明显表面变化的微造型轮廓(例 如，粗糙表面)能用来形成高渗透性的流体传递通道40，而不那么明显的微造型轮廓(例 如，几乎平滑表面)能形成低渗透性的流体传递通道40。流体传递通道40的渗透性还能是 真空袋10的厚度的函数，真空袋的厚度能抵抗将其推入与基部模具20和预制坯24密切接 触从而闭合形成流体传递通道40的打开空间的大气压。另外，加强网或刚性物品能封装入 弹性膜片12中，或真空袋10的厚度能在这些区域中调节以提供另外的变形阻力。流体传递通道40还能设计为使得渗透性沿着其长度在不同的位置处不同。举例来说，参照图7和9，流体传递通道40能包括泄放区段，其具有定位于弹性膜片12的预制 坯接触表面16外面的相对高渗透性的第一微造型轮廓50。泄放区段能连接至流体抽取端 口 44。另外，流体传递通道40能包括通气区段，其具有定位于泄放区段和预制坯接触表面 16的指定部分之间的相对低渗透性的第二微造型轮廓52。在真空辅助树脂传递模塑的情况下，通气区段能定位为在期望移除废流体比如空气但是不从浸渍预制坯排出过量树脂的 指定位置中重叠预制坯24。替代地，如图10和11所示，通气区段的作用能由放置为与预 制坯24相接触并且与流体传递通道40的泄放区段重叠的一个或多个一次性通气材料条带 54执行。在任一个布置中，泄放和通气元件的可变渗透性将在没有同时提供树脂排出之下 在流体抽取端口 44和预制坯24之间保持真空相通。换言之，空气能被吸引通过泄放元件 的相对低渗透性的第二微造型轮廓52，但是树脂的流动有意地放慢，因而在没有将大量树 脂吸出预制坯24之下提供广阔的真空覆盖。然而，如果任何树脂设法穿过泄放区段，然而， 泄放区段的较高渗透性的第一微造型轮廓50确保树脂能被清除出去，以防止流体传递通 道40中的堵塞。而且，泄放区段的至少一部分能设计为延长所行进的距离并且因此延长液 体比如树脂到达流体通道40的泄放部分50所需的时间。举例来说，通气区段的第二微造 型轮廓52能设计为具有迂回的、迷宫状流路以增大流体传递通道的有效长度。因此，通过 将这种低渗透性的通气元件与高渗透性的泄放歧管相连接，能在不存在弱化树脂排出之下 围绕预制坯24设计真空容量。
而且，由于真空袋10可再用并且流体传递通道40能形成为改变的表面微造型42， 几乎没有甚至不会造成一次性通气或泄放材料的浪费。因此，本公开的方法和装置提供了 “绿色”的制造过程，这能为复合物品的闭合模塑提供经济优点。如上所述，这种流体传递通道40的一个具体应用是从预制坯接触表面16和基部 模具表面22之间吸引出空气(例如，为了压实预制坯24)。对于这个用途，再次参照图7和 8，可再用真空袋10能定位在预制坯24上并且密封在基部模具20的周边处。在从真空袋 10和基部模具20之间的空间移除空气时，压差形成于膜片12两侧，这迫使真空袋10与下 面的预制坯24和/或模具表面22密切接触。虽然弹性膜片12的多个表面因而被带入与 基部模具20或预制坯24的任一个密切接触，限定流体传递通道40的微造型表面42抵抗 这个压力支撑流体传递通道40。这样，流体传递通道40能定位为围绕预制坯接触表面16， 以便为捕获的空气或者存在于流体传递通道40或预制坯24中的其它流体提供多个出口路 径。尤其，一个或多个流体传递通道40能有策略地定位为围绕预制坯接触表面16以有助 于防止“孤立”并且确保空气不会留下捕获于预制坯24中的隔离区域中，这种会导致复合 物品的一些区域不具有足够的树脂以将预制坯完全粘着。除了围绕预制坯接触表面16的 周边的选择点，流体传递通道40能定位为不与预制坯接触表面16重叠。因此，与将辅助树 脂移动进入预制坯24的结构相反，流体传递通道40能具体地定位以有助于从预制坯24吸 引废流体。在作为真空导管的这个应用中，微造型表面42的轮廓能沿着流体传递通道40的 长度改变。举例来说，如图7和9所示，流体传递通道40能由具有不同流体渗透性的至少 两个不同区段构成。首先，泄放区段能形成为与所述至少一个流体抽取端口 44相通。泄放 区段能具有相对高渗透性的第一微造型轮廓50以使得在抽取流体并且弹性膜片12倾向于 相对于基部模具20压缩时，第一微造型轮廓50支撑流体传递通道40以使得其仍然保持充 分地打开以允许空气、液体或任何其它流体的流在弹性膜片12和基部模具表面22之间传 送。其次，至少一个通气区段能形成为与预制坯接触表面16相通。通气区段能具有第二微造型轮廓52，其具有相对于泄放区段的第一微造型轮廓而言较低的渗透性，其中第二 微造型轮廓52允许气体在弹性膜片12和基部模具20之间的流动，但是液体的流动充分减 少。另外声明，流体传递通道40能设计为使得渗透性梯度沿着流体传递通道40的不同部 分存在。这个布置能有利地例如用于真空辅助的树脂传递模塑。树脂能供应至保持在真空 袋10的预制坯接触表面16与基部模具表面22之间的预制坯24，并且空气能借助流体传递 通道40从预制坯24内牵引。第二微造型轮廓52的特定设计允许气体从预制坯24移除， 但是基本上限制液体的移除。这样，提供给预制坯24的树脂保持在预制坯接触表面16的 边界内以便浸渍入预制坯24并且不会 虹吸抽出和浪费。而且，如果任何树脂确实以某种方 式穿过通气区段，第一微造型轮廓50的较高渗透性将清除任何流体以便最小化流体传递 通道40中的任何堵塞。另外，参照图8和10，注意到，分离的通气材料54能用来代替形成于弹性膜片12 中的一体式通气区段或作为其额外附加。虽然这种通气材料54通常是一次性的并且引起 浪费，但是这种材料的使用在某些情况下是有利的。举例来说，一件渗透性通气材料54能 定位于流体传递通道40的泄放区段与包含于预制坯接触表面16和基部模具表面22之间 的预制坯24之间。渗透性通气材料54能具有第一端56和第二端58，第一端56定位为与 流体传递通道40相通，并且第二端58定位为与预制坯24相通。另外，再次参照图11，一件不可渗透材料60能在第一端56和第二端58之间结合 至渗透性材料54。例如，不可渗透性材料60能在第一和第二端56和58之间包裹渗透性通 气材料54，但是保留第一和第二端56和58暴露。这样，仅是进入第二端58的空气能穿过 渗透性通气材料54到达流体传递通道40。类似地，一件不可渗透性材料60能在流体传递 通道40中的一体式通气区段的至少一部分上结合至弹性膜片12的第一表面14。在这些布 置的任何一个中，空气能从预制坯24上没有直接与预制坯接触表面16的边缘相邻的位置 吸引，从那个位置有效地产生流体传递桥。这种通气材料54的使用因此能进一步有助于消 除“孤立”并且因而减少通过预制坯24的树脂浸渍形成的复合物品中干斑的出现。在图12所示的另一个方面中，流体传递通道40能结合入真空袋10，但是没有与预 制坯接触表面16相通。这种流体传递通道40能用作真空袋10和基部模具20之间的附接 机构。在这个实施例中，可再用真空袋10能再次包括弹性膜片12，弹性膜片12限定预制坯 接触表面16。然而，与前述实施例相反，流体传递通道40能形成于弹性膜片12中与用来压 实预制坯24的空气排空系统分开。在这一点上，流体传递通道40能连接至单独的、专用的 流体抽取端口 44，其适合接合至真空泵46以从流体传递通道40内移除流体。在大多数情 况下，流体将是空气，并且空气将经由真空泵46移除。可想象到，其它流体将在某些情况下 存在并且经由流体抽取端口 44将它们从流体传递通道移除将同样需要某种形式的泵送作 用。流体传递通道40或基部模具表面22的任一个能包括微造型表面42，其适合来在 流体抽取端口 44接合至真空泵46时允许空气在弹性膜片12和基部模具表面22之间流 动。流体传递通道40在这个实施例中能提供为分离点的附接位置或较长的连续条带，用于 更坚固的附接。在其它布置中，流体传递通道40能提供于围绕弹性膜片12的整个预制坯接 触表面16以围绕预制坯接触表面16形成密封。这个密封布置能提供于围绕单个预制坯接触表面16，或流体传递通道40能平分形成于相同真空袋10中的多个预制坯接触表面16。在这样用作多个预制坯接触表面16之间的模制间隔时，流体传递通道40能用来隔离不同 的预制坯接触表面16或模具的区域。通过在不同的预制坯接触表面16或模具的区域之间 产生流体密封的边界，能在都处于单个真空袋10下面的所有各种区域和腔室内维持不同 的压力。这在不同尺寸或形状的部件浸渍于单个袋下面以及每个部件的浸渍时间不同时是 有用的。有利地，虽然流体传递通道40能由微造型表面42限定，但是弹性膜片12的与流 体传递通道40相邻的至少一部分能是基本上平滑的。这个基本上平滑的表面能定位为与 基部模具20的基本上平滑的表面相邻并且能从流体传递通道40提取流体。从流体传递通 道40移除流体的最终结果是相对于作用在流体传递通道40外面的压力降低流体传递通道 40中的压力。在弹性膜片12和基部模具20由大气压力包围的情况下，从流体传递通道40 移除流体产生差压并且引起两个表面在流体传递通道40的紧邻周围中被迫在一起。这个 得到的力能是有用的，因为其能在分离点处、沿着线、或由流体传递通道40形成的任何几 何形状中提供将弹性膜片12和基部模具20钉在一起的机构。因此，这个结构用作可释放 的附接机构。虽然在大部分应用中，弹性膜片12和基部模具20的将使用流体传递通道40附接 的区段都将是基本上平状的，但是流体传递通道40作为附接机构的用途能更宽泛地应用。 这里所描述的附接系统同样地能应用至非平状的表面，并且实际上，这个附接系统对于形 状可变的表面具有独特优点。另外，用作可再用真空袋的弹性膜片在其有用寿命期间会由 于热循环、外来颗粒的扩散以及施加的应力而伸展。因此这有助于能相对于下面的基部模 具20调整柔性真空袋10中的张力。流体传递通道40作为这里描述的可再用周边附接机构 的使用提供了调整真空袋10中的张力的简单方式，因为该连接机构没有固定于单个位置。 流体传递导管40能定位为真空袋10将要紧固至基部模具20的任何地方。因此，真空袋10 能继续使用，甚至在弹性膜片12不再呈现其原始形状时。外力能用来在降低闭合腔室中的压力之前将弹性膜片12带入与基部模具表面22 的表面密切接触。例如，软受力袋、硬质以及半硬质周边框架、和/或膜片12自身的重量能 帮助将基部模具20和真空袋10带入密切接触以使得打开腔室变得充分地闭合，以便其内 的压力降低。另外，参照图12至14，至少一个紧固件70也能紧固至弹性膜片12，用来将弹性膜 片12紧固至基部模具20，在部件之间形成连接直到应用真空。紧固件70能包括键和槽装 置(例如，参见图14)，其中至少一个槽在基部模具20中切出，并且相应形状的突出元件形 成于真空袋10中。在这个构造中，两个突出的锁闭元件装配入基部模具20中的两个槽以 将真空袋10和基部模具20互锁。紧固件70的其它形式能包括拉链密封、夹板、夹具、钩环 类型的紧固件(例如，“Velcro”，参见图13)，或能在真空袋10和基部模具20之间提供可 释放连接的任何其它紧固件。紧固件70能以现有技术已知的任何方式紧固至弹性膜片12 和/或基部模具20，包括在弹性材料凝固时在模塑过程期间将紧固件70粘性地紧固至弹性 膜片12和基部模具表面22或将紧固件70的一个元件紧固至弹性膜片12。如图12所示， 紧固件70能在分离的点处或沿着弹性膜片12的连续部分将真空袋10附接至基部模具20。 在任一种方式下，紧固件70能用来暂时确保弹性膜片12和基部模具20充分地密切接触，以使得流体能经由流体抽取端口 44从流体传递通道40移除而没有新的流体进入流体传递 通道40以替代移除的流体。而且，流体传递通道40和紧固件70以这种方式的使用能用作位置定位器。在模 具变大和或更复杂时，这有助于具有固定的参照点，用来以正确的方位将真空袋10放置在 基部模具20上。同样，在不移动预制坯之下将较大的真空袋负载在模具上是一个挑战。如 图15所示，流体传递通道40和紧固件70因而能用作真空袋位置定位器以使得真空袋10 能以适当的定位滚出基部模具20，最小化由于过度的袋重置而造成下面的预制坯的剪切。参照图13所示的用于这些作用的任何一个的紧固件的一个示例，所述至少一个 紧固件70能是钩环类型的织物片，其表面区域等于或小于流体传递通道40的表面区域，其 能定位在流体传递通道40内附近并且更优选地在流体传递通道40内。钩环紧固件70能 具有可附接至弹性膜片12的钩或环部分以及可附接至基部模具20的相对啮合部分(图12 中未示出)，并且流体抽取端口 44连接通过弹性膜片12或基部模具20。任一个布置提供 与流体传递通道40流体相通的路径。有几种不同的方式将钩环紧固件70附接至弹性膜片12和基部模具20。在一个构 造中，凹陷的槽能形成于弹性膜片12中，其中能附接钩环紧固件70的钩或环部分。钩环紧 固件70的另一部分能附接至基部模具20。在其它具体实施例中，凹陷的槽能形成于基部模 具20中，或能使用低型面的钩环紧固件70。在这些可选方案的任何一种中，结果能是当这 两个表面被带入一起并且钩环紧固件区段啮合时，没有显著的阻止两个表面被带入充分密 切接触的平面外突出。因此，流体能借助流体传递通道40经由流体抽取端口 44移除。如上所述，用作可再用真空袋的弹性膜片在其使用寿命期间会伸展。在与流体传递通道40附接机构结合使用时，钩环紧固件70应当是有用的，因为这种紧固件不需要精确 的放置。也就是，不同于拉链、钩扣、或槽和键布置，钩部分和环部分不需要精确地对准以提 供紧固附接。例如，钩环紧固件连接至真空袋10的较小上部能相应地以如此的方式啮合钩 环紧固件附接至基部模具20的显著更大条带以使得真空袋10能伸展并且在众多位置中 紧固至基部模具20，因而允许拉紧会在真空袋10中形成的任何松弛。钩环紧固件70的使 用因而有助于使得这里描述的可再用周边附接结构成为调整真空袋10中的张力的简单方 式。将理解到，当前公开主题的各种细节可不脱离当前公开主题的范围做出改变。而 且，前述描述仅用于说明的目的，并且不是用于限制的目的。
权利要求
一种用来与基部模具一起使用的具有一体式流体传递通道的可再用真空袋，所述可再用真空袋包括弹性膜片，所述弹性膜片具有第一表面，第一表面的至少一部分限定预制坯接触表面；弹性膜片的第一表面上的微造型表面，该微造型表面限定流体传递通道；以及与流体传递通道相通的至少一个流体抽取端口，该流体抽取端口适合于接合至真空泵以从流体传递通道移除流体；其中在流体抽取端口接合至真空泵时，限定流体传递通道的微造型表面适合来允许弹性膜片的第一表面和与弹性膜片相通的基部模具表面之间的流体流动。
2.根据权利要求1的可再用真空袋，其中弹性膜片包括天然橡胶膜片。
3.根据权利要求1的可再用真空袋，其中弹性膜片包括硅酮膜片。
4.根据权利要求1的可再用真空袋，其中流体传递通道在预制坯接触表面外侧定位于 第一表面上。
5.根据权利要求1的可再用真空袋，其中流体传递通道的至少一部分与预制坯接触表 面相通地定位在第一表面上。
6.根据权利要求1的可再用真空袋，其中微造型表面包括沿着流体传递通道改变的微 造型轮廓，以使得流体传递通道具有渗透性梯度。
7.根据权利要求6的可再用真空袋，其中限定流体传递通道的微造型表面包括与所述 至少一个流体抽取端口相通的泄放区段，泄放区段具有渗透性较高的第一微造型轮廓，其 中第一微造型轮廓适合来允许气体和液体在弹性膜片的第一表面与基部模具表面之间流 动。
8.根据权利要求7的可再用真空袋，其中限定流体传递通道的微造型表面包括至少一 个与预制坯接触表面相通的通气区段，通气区段限定与泄放区段相比具有较低的渗透性的 第二微造型轮廓，其中通气区段适合来预制坯接触表面与泄放区段之间允许气体流动并且 实质上放慢液体的流动。
9.根据权利要求8的可再用真空袋，包括在通气区段的一部分上方结合至弹性膜片的 第一表面的一件不可渗透材料。
10.根据权利要求7的可再用真空袋，还包括具有第一端和第二端的一件可渗透材料， 所述第一端定位为与流体传递通道的泄放区段相通，并且所述第二端定位为与包含在预制 坯接触表面下面的预制坯相通。
11.根据权利要求10的可再用真空袋，包括在第一端和第二端之间结合至所述一件可 渗透材料的一件不可渗透材料。
12.一种可再用真空袋，其包括用来将可再用真空袋紧固至基部模具表面的部分的附 接系统，所述可再用真空袋包括弹性膜片，弹性膜片具有第一表面，第一表面的至少一部分限定预制坯接触表面；与预制坯接触表面分开地定位在第一表面上的流体传递通道；与流体传递通道相通的至少一个流体抽取端口，流体抽取端口适合用来接合至真空泵 以从弹性膜片下面移除流体；其中弹性膜片的与流体传递通道相邻的区段是基本上平滑的；并且其中流体传递通道或基部模具表面之一具有微造型表面，其适合来在流体抽取端口接 合至真空泵时允许弹性膜片与基部模具表面之间的流体流动，以使得弹性膜片紧固至基部 模具表面。
13.根据权利要求12的可再用真空袋，其中弹性膜片包括天然橡胶膜片。
14.根据权利要求12的可再用真空袋，其中弹性膜片包括硅酮膜片。
15.根据权利要求12的可再用真空袋，其中流体传递通道围绕预制坯接触表面形成于 弹性膜片的第一表面中。
16.根据权利要求12的可再用真空袋，其中流体传递通道包括形成于弹性膜片的第一 表面中的细长通道。
17.根据权利要求12的可再用真空袋，还包括构造来将弹性膜片结合至基部模具表面 的紧固件。
18.根据权利要求17的可再用真空袋，其中紧固件包括钩环紧固件。
19.根据权利要求17的可再用真空袋，其中紧固件包括槽和键紧固件。
20.一种制造用作真空袋的膜片的方法，该方法包括提供基本上无孔的工作表面，用来形成真空袋，该工作表面限定预制坯接触表面模板；将具有表面微造型的一个或多个物品定位在工作表面上；将至少一层未凝固的弹性材料施加到工作表面的至少一部分上；凝固所述至少一层未凝固弹性材料以形成形状与工作表面基本上相应的膜片，所述一 个或多个物品的形状和微造型结合入膜片作为一个或多个流体传递通道，该膜片弹性地可 变形并且对于流体是基本上不可渗透的，用来作为真空袋；以及提供与一个或多个流体传递通道相通的至少一个流体抽取端口。
21.根据权利要求20的方法，其中定位所述一个或多个物品包括围绕预制坯接触表面 模板定位微造型材料的条带。
22.根据权利要求20的方法，其中定位所述一个或多个物品包括定位形状和微造型与 用于膜片中的流体传递通道的期望渗透性相应的一个或多个物品。
23.根据权利要求20的方法，其中施加至少一层弹性材料包括喷射至少一层天然橡胶 液体。
24.根据权利要求20的方法，还包括将一件可渗透材料定位为与弹性膜片相邻，该可 渗透材料具有第一端和第二端，第一端定位为与流体传递通道相通，并且第二端定位为与 包含在预制坯接触表面下面的预制坯相通。
25.根据权利要求24的方法，还包括在第一端和第二端之间将一件不可渗透材料结合 至所述一件可渗透材料。
26.根据权利要求20的方法，还包括将紧固件紧固至膜片，用来将膜片紧固至基部模 具表面的至少一部分。
27.根据权利要求26的方法，其中将紧固件紧固包括将钩环紧固件的一个元件紧固至 弹性膜片的第一表面并且将钩环紧固件的另一个元件紧固至基部模具表面。
全文摘要
公开了形成于真空袋中的流体传递和排空结构，其可操作用于真空辅助的树脂传递模塑、预吸胶、压坯或类似工艺。能提供一种包括弹性膜片的可再用真空袋，其具有预制坯接触表面以及形成于弹性膜片中的至少一个微造型表面。微造型表面能限定流体传递通道。至少一个流体抽取端口能提供为与流体传递通道相通，流体抽取端口适合来接合至真空泵以从流体传递通道移除流体。限定流体传递通道的微造型表面能适合于在流体抽取端口接合至真空泵时允许弹性膜片和与弹性膜片相通的基部模具之间的流体流动。
文档编号B29C43/12GK101821073SQ200880025122
公开日2010年9月1日 申请日期2008年5月19日 优先权日2007年5月18日
发明者R·W.·吕丁, 小R·J.·斯克里马 申请人:R·W.·吕丁;小R·J.·斯克里马