Los autores desean agradecer las subvenciones del Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China (No. 2022YFB3706503) y el Programa del Plan de Apoyo Estable del Fondo de Ciencias Naturales de Shenzhen (No. 20220815133826001).

1. Preparación del material
<ol><li>Corta ocho piezas de tela tejida de fibra de vidrio de 300 mm x 300 mm con unas tijeras. Pega primero el corte con cinta adhesiva para evitar que los filamentos de fibra se caigan. NOTA: Use una máscara y guantes para evitar pinchazos en los dedos e inhalación de filamentos al cortar la tela. No solo la tela de fibra de vidrio tejida, sino también la tela unidireccional y otros tipos de fibra, como la fibra de carbono y la fibra de aramida, también están disponibles.</li>
	<li>Pesar 260 g de resina epoxi y 78 g de endurecedor de acuerdo con la proporción de masa de 10:3. NOTA: Se recomienda que la proporción de tela de fibra y sistema de resina sea de 360 g de sistema de resina epoxi por metro cuadrado de tela de fibra de una sola capa.</li>
</ol>2. Proceso de fabricación
NOTA: La Figura 1 muestra el esquema de fabricación de laminado compuesto para el proceso de laminado manual, que se muestra en la sección 2.
<ol><li>WLVB<ol>
<li>Introducir la tela en un horno a 60 °C durante 8 h.</li>
		<li>Pegue una película aislante sobre la lámina acrílica para evitar que la resina se adhiera.</li>
		<li>Coloque el molde en el área de colocación.</li>
		<li>Mezcle la resina y el endurecedor lentamente durante 5 minutos y luego colóquelo en una cámara de vacío para extraer las burbujas de aire del interior.</li>
		<li>Coloque la película antiadherente no porosa sobre el molde y fíjela con cinta adhesiva a su alrededor.</li>
		<li>Coloque una capa de pelado sobre la película de liberación no porosa.</li>
		<li>Vierte la resina epoxi y usa un raspador para distribuir la resina de manera uniforme por toda la película.</li>
		<li>Pliega la primera tela de fibra, enrolla con un rodillo desnudo para asegurarte de que la resina se infiltre completamente en la tela y se extruyan las burbujas, y luego vierte la resina, usando un raspador para raspar la resina de manera uniforme.</li>
		<li>Repita los pasos 2.1.7 y 2.1.8 hasta que se haya utilizado toda la tela.</li>
		<li>Coloque una capa despegable sobre la tela y exprima las burbujas de aire manualmente.</li>
		<li>Coloque una película antiadherente perforada y una tela transpirable sucesivamente.</li>
		<li>Coloque el canal de succión y la almohadilla transpirable en un lado.</li>
		<li>Pegue un círculo de cinta adhesiva resistente al calor con una lámina acrílica fuera del molde y coloque la bolsa de vacío con la cinta para formar un espacio cerrado.</li>
		<li>Encienda la bomba de vacío para presionar 1 bar de presión durante 10 h a temperatura ambiente. A continuación, cierre la bomba de vacío y mantenga la inactividad durante 14 h.</li>
		<li>Introducir los laminados en el horno a 80 °C durante 16 h para que se curen por completo.</li>
		<li>Mida la fracción de volumen de fibra usando las ecuaciones (1-3)38,39. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq01.jpg" style="margin: auto;">(1) <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq02.jpg" style="margin: auto;">(2) <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq03.jpg" style="margin: auto;">(3) n es el número de capas del laminado, ρ fibra es la densidad de área de la tela de fibra del fabricante, una fibra es el área del laminado, m fibra es la masa de la tela de fibra, m total es la masa del laminado, ρ epoxi es la densidad del epoxi, v epoxi y v total son los volúmenes de epoxi y laminado, respectivamente, y es la fracción de volumen de fibra.</li>
	</ol>
</li>
	<li>WL<ol>
<li>Introducir la tela en un horno a 60 °C durante 8 h.</li>
		<li>Mezcle la resina y el endurecedor lentamente durante 5 minutos y luego colóquelo en una cámara de vacío para extraer las burbujas de aire del interior.</li>
		<li>Coloque la película antiadherente no porosa sobre el molde y fíjela con cinta adhesiva a su alrededor.</li>
		<li>Coloque una capa de pelado sobre la película de liberación no porosa.</li>
		<li>Vierte la resina epoxi y usa un raspador para distribuir la resina de manera uniforme por toda la película.</li>
		<li>Pliega la primera tela de fibra, enrolla con un rodillo desnudo para asegurarte de que la resina se infiltre completamente en la tela y se extruyan las burbujas, y luego vierte la resina, usando un raspador para raspar la resina de manera uniforme.</li>
		<li>Repita los pasos 2.2.5 y 2.2.6 hasta que se haya utilizado toda la tela.</li>
		<li>Coloque una capa despegable sobre la tela y exprima las burbujas de aire manualmente.</li>
		<li>Coloque sucesivamente una película antiadherente perforada, una tela transpirable y una película antiadherente no porosa.</li>
		<li>Coloque una placa de aluminio con el mismo tamaño que la tela de fibra en la parte superior.</li>
		<li>Mantener la inactividad a temperatura ambiente durante 14 h.</li>
		<li>Introducir los laminados en el horno a 80 °C durante 16 h para que se curen por completo.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Caracterización de las propiedades de impacto
NOTA: Existen muchos métodos para las pruebas de impacto de laminados compuestos. En condiciones de impacto a baja velocidad, el método comúnmente utilizado es la prueba de impacto de caída de peso, mientras que en condiciones de impacto de alta velocidad o ultra alta velocidad, el método utilizado con frecuencia es el método de impacto de bala. En este estudio, se aplicó la prueba de impacto de caída de peso. El equipo se muestra en la Figura 2.
<ol><li>Corte un conjunto de muestras de 150 mm x 100 mm de PRFV para una prueba de impacto, de acuerdo con la norma ASTM D7136, utilizando una máquina de corte de alta precisión.</li>
	<li>Mide el peso y el tamaño de cada muestra.</li>
	<li>Fije las posiciones de las muestras utilizando clavos de posicionamiento en el centro de las muestras con los que el impactador puede entrar en contacto para cada prueba.</li>
	<li>Fije la muestra en el accesorio de soporte de impacto con cuatro puntas de goma.</li>
	<li>Realice la prueba de impacto utilizando una torre de impacto de caída de peso al nivel de energía de 10 J. Encienda la máquina de prueba de martillo de caída y haga clic en Conectar para conectar el controlador con el menú desplegable y, a continuación, haga clic en Inicio | Antes de la prueba. Ajuste la energía de impacto a 10 J y la masa adicional a 2 kg. Introduzca el grosor de medición, 2,1 mm para las muestras WLVB y 2,5 mm para las muestras WL, para determinar la altura del impactador y haga clic en Iniciar para iniciar el experimento.</li>
	<li>Registre los datos de respuesta al impacto, incluido el historial de fuerza, deflexión y energía.</li>
	<li>Saca la muestra. Registre la morfología de la muestra después del impacto.</li>
	<li>Repita la prueba de impacto cinco veces para garantizar la repetibilidad de los resultados.</li>
	<li>Calcular y comparar los datos de las muestras.</li>
</ol>4. Caracterización de las propiedades de tracción
<ol><li>Corte un conjunto de muestras de 250 mm x 25 mm de los laminados para una prueba de tracción, de acuerdo con ASTM D3039, utilizando una máquina de corte de alta precisión con un cortador de diamante.</li>
	<li>Mida el tamaño de cada muestra con un calibrador vernier.</li>
	<li>Utilice adhesivo epoxi para unir cuatro lengüetas de aluminio de 50 mm x 25 mm x 2 mm en ambos extremos de la muestra para evitar la concentración de tensión.</li>
	<li>Rocíe una capa delgada de pintura blanca en la parte frontal de la muestra, luego rocíe manchas negras.</li>
	<li>Coloque la muestra en el centro de las abrazaderas de la máquina de ensayo de tracción y configure el sistema de adquisición de imágenes, como se muestra en la Figura 3.</li>
	<li>Para garantizar la precisión de los datos de deformación, varíe la posición de la muestra para que quede en el centro del área de disparo de la cámara y en posición vertical. Además, ajuste la distancia focal de la cámara y la frecuencia de exposición para asegurarse de que los puntos de la muestra se graben con claridad.</li>
	<li>Realice la prueba de tracción. Haga clic en CONFIGURAR PRUEBA. Ajuste la velocidad de prueba a 0,5 mm/min. Haga clic en Datos de muestra. Introduzca la anchura y el grosor de la medición de las muestras. Haga clic en Inicio y, a continuación, haga clic en Aceptar posición actual. Registre los datos de tiempo de carga.</li>
	<li>Saca la muestra. Registre la morfología de la muestra después de la prueba de tracción.</li>
	<li>Repita la prueba de tracción cinco veces para garantizar la repetibilidad de los resultados.</li>
	<li>Utilice un software de correlación de imágenes digitales (DIC) para medir la deformación nominal de la muestra durante el ensayo de tracción.</li>
	<li>Haga clic en Imagen de escala de longitud para calibrar la longitud de los píxeles, haga clic en Imagen de referencia y elija la primera imagen como imagen de referencia. Haga clic en Imagen deformada y elija las imágenes restantes como imágenes deformadas. Haga clic en Herramientas de dibujo | Seleccione rectángulo para seleccionar el área de medición. Haga clic en Extensómetro y establezca la longitud del extensómetro en 100 mm y, a continuación, haga clic en Procesamiento | Iniciar la correlación.</li>
	<li>Divida la carga por el área de la sección transversal para obtener la tensión nominal.</li>
	<li>Combine la deformación nominal de la medición DIC y la tensión nominal de la máquina de ensayo de tracción.</li>
	<li>Elija la pendiente del segmento lineal de la curva de tensión-deformación como módulo elástico. Elija el valor máximo de la curva de fuerza de tracción-tiempo como resistencia.</li>
	<li>Compare el módulo elástico y la resistencia de las muestras.</li>
</ol>

Fabrication and Mechanical Property Assessment of Fiber Composite Laminates

Los autores no tienen ningún conflicto de intereses.

Este artículo se centra en los dos procesos de fabricación diferentes para el método de laminado manual con bajo costo. Por lo tanto, se seleccionaron dos procesos de fabricación para describirlos cuidadosamente en este artículo, que son más simples, más fáciles de dominar, de menor costo de inversión y adecuados para la producción con modificación de materiales en laboratorios y fábricas a pequeña escala. Durante el curado de laminados, la alta presión de consolidación juega un papel importante en la fabr...

El compuesto de polímero reforzado con fibra (FRP) es un tipo de material de alta resistencia fabricado mezclando refuerzo de fibra y matrices poliméricas 1,2,3. Es ampliamente utilizado en las industrias aeroespacial 4,5,6, construcción7,8, automotriz 9 y marina10,11 debido a su baja densidad, alta rigidez y resistencia específicas, propiedades de fatiga y excelente resistencia a la corrosión. Las fibras sintéticas comunes incluyen fibras de carbono, fibras de vidrio y fibras de aramida12. La fibra de vidrio fue elegida para la investigación en este trabajo. En comparación con el acero tradicional, los laminados compuestos de refuerzo de fibra de vidrio (GFRP) son más livianos, con menos de un tercio de la densidad, pero pueden lograr una mayor resistencia específica que el acero.
El proceso de preparación de FRP incluye el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM)13, el bobinado de filamentos (FW)14 y el moldeo preimpregnado, además de muchos otros procesos de fabricación avanzados 15,16,17,18. En comparación con otros procesos de preparación, el proceso de colocación manual húmeda / bolsa de vacío (WLVB) tiene varias ventajas, incluidos los requisitos simples del equipo y la tecnología de proceso sin complicaciones, y los productos no están limitados por el tamaño y la forma. Este proceso tiene un alto grado de libertad y se puede integrar con metal, madera, plástico o espuma.
El principio del proceso WLVB es aplicar una mayor presión de formación a través de bolsas de vacío para mejorar las propiedades mecánicas de los laminados preparados; La tecnología de producción de este proceso es fácil de dominar, lo que lo convierte en un proceso de preparación de materiales compuestos económico y sencillo. Este proceso es completamente manual y está muy influenciado por las habilidades del personal de preparación. Por lo tanto, los productos son propensos a defectos como vacíos y espesores desiguales, lo que conduce a cualidades y propiedades mecánicas inestables del laminado. Por lo tanto, es necesario describir el proceso WLVB en detalle, controlar con precisión los pasos y cuantificar la proporción de material, para obtener una alta estabilidad de las propiedades mecánicas de los laminados.
La mayoría de los investigadores han estudiado el comportamiento cuasiestático 19,20,21,22,23 y dinámico 24,25,26,27,28, así como la modificación de propiedades 29,30 de los materiales compuestos. La relación entre la fracción de volumen de la fibra y la matriz juega un papel crucial en las propiedades mecánicas del laminado de FRP. En un rango apropiado, una fracción de mayor volumen de fibra puede mejorar la resistencia y rigidez del laminado FRP. Andrew et al.31 investigaron el efecto de la fracción de volumen de fibra sobre las propiedades mecánicas de probetas preparadas mediante el proceso de fabricación aditiva de modelado por deposición fundida (FDM). Los resultados mostraron que cuando la fracción de volumen de fibra fue de 22.5%, la eficiencia de resistencia a la tracción alcanzó su máximo, y se observó una ligera mejora en la resistencia ya que la fracción de volumen de fibra alcanzó el 33%. Khalid et al.32 estudiaron las propiedades mecánicas de compuestos impresos en 3D reforzados con fibra de carbono continua (CF) con diversas fracciones de volumen de fibra, y los resultados mostraron que tanto la resistencia a la tracción como la rigidez mejoraron con el aumento del contenido de fibra. Uzay et al.33 investigaron los efectos de tres métodos de fabricación (laminado manual, moldeo por compresión y embolsado al vacío) sobre las propiedades mecánicas del polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP). Se midió la fracción de volumen de fibra y el vacío de los laminados, se realizaron pruebas de tracción y flexión. Los experimentos demostraron que cuanto mayor es la fracción de volumen de fibra, mejores son las propiedades mecánicas.
Los huecos son uno de los defectos más comunes en el laminado de FRP. Los huecos reducen las propiedades mecánicas de los materiales compuestos, como la resistencia, la rigidez y la resistencia a la fatiga34. La concentración de tensiones generada alrededor de los huecos promueve la propagación de microfisuras y reduce la resistencia de la interfaz entre el refuerzo y la matriz. Los huecos internos también aceleran la absorción de humedad del laminado FRP, lo que resulta en el desprendimiento de la interfaz y la degradación del rendimiento. Por lo tanto, la existencia de vacíos internos afecta la confiabilidad del compuesto y restringe su amplia aplicación. Zhu et al.35 investigaron la influencia del contenido de vacíos en las propiedades estáticas de resistencia al cizallamiento interlaminar de los laminados compuestos de CFRP, y encontraron que un aumento del 1% en el contenido de vacíos que oscilaba entre el 0,4% y el 4,6% condujo a un deterioro del 2,4% en la resistencia al cizallamiento interlaminar. Scott et al.36 presentaron el efecto de los vacíos sobre el mecanismo de daño en laminados compuestos de CFRP bajo carga hidrostática utilizando tomografía computarizada (TC), y encontraron que el número de huecos es de 2,6 a 5 veces el número de grietas distribuidas aleatoriamente.
Los laminados de FRP confiables y de alta calidad se pueden fabricar utilizando un autoclave. Abraham et al.37 fabricaron laminados de baja porosidad y alto contenido de fibra colocando un conjunto WLVB en un autoclave con una presión de 1,2 MPa para su curado. Sin embargo, el autoclave es un equipo grande y costoso, lo que resulta en costos de fabricación considerables. Aunque el proceso de transferencia de resina asistida por vacío (VARTM) se ha utilizado durante mucho tiempo, tiene un límite en términos de costo de tiempo, un proceso de preparación más complicado y más consumibles desechables, como tubos de desvío y medios de desvío. En comparación con el proceso WL, el proceso WLVB compensa la presión de moldeo insuficiente a través de una bolsa de vacío de bajo costo, absorbiendo el exceso de resina del sistema para aumentar la fracción de volumen de fibra y reducir el contenido de poros internos, mejorando así en gran medida las propiedades mecánicas del laminado.
Este estudio explora las diferencias entre el proceso WL y el proceso WLVB, y detalla el meticuloso proceso del proceso WLVB. El contenido de volumen de fibra de los laminados se calculó por el método de la fórmula, y los resultados mostraron que el contenido de volumen de fibra de los laminados WL fue de 42,04%, mientras que el de los laminados WLVB fue de 57,82%, aumentando en un 15,78%. Las propiedades mecánicas de los laminados se caracterizaron mediante ensayos de tracción e impacto. Los resultados experimentales revelaron que con el proceso WLVB, la resistencia y el módulo de los laminados aumentaron en un 17,4% y 16,35%, respectivamente, y la energía específica absorbida se incrementó en un 19,48%.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>breather fabric</td>
			<td>Easy composites</td>
			<td>BR180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>drop-weight impact testing machine</td>
			<td>Instron</td>
			<td>9340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy matrix</td>
			<td>Axson Technologies</td>
			<td>5015/5015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass fiber</td>
			<td>Weihai Guangwei Composites</td>
			<td>W-9311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>non-porous release film</td>
			<td>Easy composites</td>
			<td>R240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peel ply&#160;</td>
			<td>Sino Composite</td>
			<td>CVP200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>perforated released film</td>
			<td>Easy composites</td>
			<td>R120-P3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>test machine</td>
			<td>ZwickRoell</td>
			<td>250kN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vacuum film</td>
			<td>Easy composites</td>
			<td>GVB200</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring the mechanical properties of glass fiber reinforcement polymer composite laminates obtained by different fabrication processes

El proceso tradicional de laminado manual húmedo (WL) se ha aplicado ampliamente en la fabricación de laminados compuestos de fibra. Sin embargo, debido a la insuficiencia en la presión de formación, la fracción de masa de la fibra se reduce y muchas burbujas de aire quedan atrapadas en el interior, lo que da como resultado laminados de baja calidad (baja rigidez y resistencia). El proceso de colocación manual húmeda / bolsa de vacío (WLVB) para la fabricación de laminados compuestos se basa en el proceso tradicional de colocación manual húmeda, utilizando una bolsa de vacío para eliminar las burbujas de aire y proporcionar presión, y luego llevar a cabo el proceso de calentamiento y curado. 
En comparación con el proceso tradicional de laminado manual, los laminados fabricados por el proceso WLVB muestran propiedades mecánicas superiores, incluida una mejor resistencia y rigidez, una fracción de volumen de fibra más alta y una fracción de volumen vacío más baja, que son todos beneficios para los laminados compuestos. Este proceso es completamente manual y está muy influenciado por las habilidades del personal de preparación. Por lo tanto, los productos son propensos a defectos como vacíos y espesores desiguales, lo que conduce a cualidades y propiedades mecánicas inestables del laminado. Por lo tanto, es necesario describir con precisión el proceso WLVB, controlar con precisión los pasos y cuantificar las proporciones de material, para garantizar las propiedades mecánicas de los laminados. 
Este artículo describe el meticuloso proceso del proceso WLVB para preparar laminados compuestos de refuerzo de fibra de vidrio (GFRP) tejidos con patrones lisos. El contenido de volumen de fibra de los laminados se calculó utilizando el método de la fórmula, y los resultados calculados mostraron que el contenido de volumen de fibra de los laminados WL fue de 42,04%, mientras que el de los laminados WLVB fue de 57,82%, aumentando en 15,78%. Las propiedades mecánicas de los laminados se caracterizaron mediante ensayos de tracción e impacto. Los resultados experimentales revelaron que con el proceso WLVB, la resistencia y el módulo de los laminados aumentaron en un 17,4% y 16,35%, respectivamente, y la energía específica absorbida se incrementó en un 19,48%.

Fiber reinforced polymer composite (FRP) is a type of high-strength material manufactured by mixing fiber reinforcement and polymer matrixes1,2,3. It is widely used in the aerospace4,5,6, construction7,8, automotive9, and marine10,11 industries due to its low density, high specific stiffness and strength, fatigue properties, and excellent corrosion resistance. Common synthetic fibers include carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers12. Glass fiber was chosen for investigation in this paper. Compared to traditional steel, glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs) are lighter, with less than one-third of the density, but can achieve a higher specific strength than steel.
The preparation process of FRP includes vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM)13, filament winding (FW)14, and prepreg molding, in addition to many other advanced fabrication processes15,16,17,18. Compared to other preparation processes, the wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process has several advantages, including simple equipment requirements and uncomplicated process technology, and the products are not limited by size and shape. This process has a high degree of freedom and can be integrated with metal, wood, plastic, or foam.
The principle of the WLVB process is to apply greater forming pressure through vacuum bags to enhance the mechanical properties of the prepared laminates; the production technology of this process is easy to master, making it an economical and simple composite material preparation process. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to describe the WLVB process in detail, finely control steps, and quantify material proportion, in order to obtain a high stability of mechanical properties of laminates.
Most researchers have studied the quasi-static19,20,21,22,23 and dynamic behavior24,25,26,27,28, as well as the property modification29,30 of composite materials. The volume fraction ratio of fiber to matrix plays a crucial role in mechanical properties of FRP laminate. In an appropriate range, a higher volume fraction of fiber can improve the strength and stiffness of FRP laminate. Andrew et al.31 investigated the effect of fiber volume fraction on the mechanical properties of specimens prepared by the fused deposition modeling (FDM) additive manufacturing process. The results showed that when the fiber volume fraction was 22.5%, the tensile strength efficiency reached its maximum, and a slight improvement in strength was observed as the fiber volume fraction reached 33%. Khalid et al.32 studied the mechanical properties of continuous carbon fiber (CF)-reinforced 3D-printed composites with diverse fiber volume fractions, and the results showed that both tensile strength and stiffness were improved with the rise in fiber content. Uzay et al.33 investigated the effects of three fabrication methods-hand lay-up, compression molding, and vacuum bagging-on the mechanical properties of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP). The fiber volume fraction and void of the laminates were measured, tensile and bending tests were conducted. The experiments showed that the higher the fiber volume fraction, the better the mechanical properties.
Voids are one of the most common defects in FRP laminate. Voids reduce the mechanical properties of composite materials, such as strength, stiffness, and fatigue resistance34. The stress concentration generated around the voids promotes the propagation of micro-cracks and reduces the interface strength between reinforcement and matrix. Internal voids also accelerate the moisture absorption of FRP laminate, resulting in interface debonding and performance degradation. Therefore, the existence of internal voids affects the reliability of composite and restricts their wide application. Zhu et al.35 investigated the influence of void content on the static interlaminar shear strength properties of CFRP composite laminates, and found that a 1% increase in void content ranging from 0.4% to 4.6% led to a 2.4% deterioration in interlaminar shear strength. Scott et al.36 presented the effect of voids on damage mechanism in CFRP composite laminates under hydrostatic loading using computed tomography (CT), and found that the number of voids is 2.6-5 times the number of randomly distributed cracks.
High-quality and reliable FRP laminates can be manufactured by using an autoclave. Abraham et al.37 manufactured low-porosity, high-fiber content laminates by placing a WLVB assembly in an autoclave with a pressure of 1.2 MPa for curing. Nevertheless, the autoclave is a large and expensive piece of equipment, resulting in considerable manufacturing costs. Although the vacuum-assisted resin transfer process (VARTM) has been in use for a long time, it has a limit in terms of the time cost, a more complicated preparation process, and more disposable consumables such as diversion tubes and diversion media. Compared with the WL process, the WLVB process compensates for insufficient molding pressure through a low-cost vacuum bag, absorbing excess resin from the system to increase the fiber volume fraction and reduce the internal pore content, thereby greatly improving the mechanical properties of the laminate.
This study explores the differences between the WL process and the WLVB process, and details the meticulous process of the WLVB process. The fiber volume content of laminates was calculated by the formula method, and the results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of laminates were characterized by tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

Author Spotlight: Enhancing Fiber Composite Laminate Quality with the Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag Process 

Medición de las propiedades mecánicas de laminados compuestos de polímeros de refuerzo de fibra de vidrio obtenidos mediante diferentes procesos de fabricación

La Tabla 1 muestra la fracción de volumen de fibra, el espesor promedio y el proceso de fabricación de las muestras. El G8-WLVB y el G8-WL representan los laminados que consisten en tela de vidrio de 8 capas fabricada mediante laminado manual húmedo con y sin el proceso de bolsa de vacío, respectivamente. Obviamente, con la asistencia de la bolsa de vacío, los laminados tienen un aumento del 15,78% en la fracción de volumen de fibra, así como una reducción del 16,27% en el espesor medio.
<p c...

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Este artículo describe un proceso de fabricación de laminados compuestos de matriz polimérica reforzada con fibra obtenidos mediante el método de colocación manual húmeda / bolsa de vacío.

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the ...

Nuestra investigación se centra en mejorar la tenacidad de la interfaz y la resistencia deteriorada de los compuestos de fibra. Estamos tratando de mejorar la resistencia deteriorada de los compuestos de fibra mediante la incorporación de nanopartículas. Uno de los desafíos más comunes en la fabricación de compuestos de fibra es la falta de repetibilidad.A través del control preciso de la profundidad de fabricación y la cuantificación de las proporciones de los materiales, podemos obtener laminados con propiedades mecánicas muy estables. Este enfoque garantiza un resultado de prueba altamente repetible en diferentes lotes. El proceso eWLB para la fabricación de laminados compuestos utiliza una bolsa de vacío para eliminar las burbujas de aire.En comparación con otros procesos, este proceso tiene muchas ventajas. Requiere equipos simples, involucra tecnologías de proceso que no son complicadas y los productos tampoco están limitados por el tamaño o la forma.

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Measuring the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforcement Polymer Composite Laminates Obtained by Different Fabrication Processes

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Video: Author Spotlight: Enhancing Fiber Composite Laminate Quality with the Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag Process 

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the forming pressure, the mass fraction of fiber is reduced and lots of air bubbles are trapped inside, resulting in low-quality laminates (low stiffness and strength). The wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process for the fabrication of composite laminates is based on the traditional wet hand lay-up process, using a vacuum bag to remove air bubbles and provide pressure, and then carrying out the heating and curing process. 
Compared with the traditional hand lay-up process, laminates manufactured by the WLVB process show superior mechanical properties, including better strength and stiffness, higher fiber volume fraction, and lower void volume fraction, which are all benefits for composite laminates. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of the preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to finely describe the WLVB process, finely control steps, and quantify material ratios, in order to ensure the mechanical properties of laminates. 
This paper describes the meticulous process of the WLVB process for preparing woven plain patterned glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs). The fiber volume content of laminates was calculated using the formula method, and the calculated results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of the laminates were characterized using tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

This paper describes a fabrication process for fiber-reinforced polymer matrix composite laminates obtained using the wet hand lay-up/vacuum bag method.

Investigación

Ingeniería

﻿Fabrication of Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Composite Laminates by Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag (WLVB) Method

Fabrication of Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Composite Laminates by Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag (WLVB) Method  

Begin by heating the glass fiber fabric at 60 degrees Celsius for eight hours. Then, paste an isolation film on the acrylic sheet to prevent the resin from bonding. Position the mold in the laying area.Gently mix the resin and hardener for five minutes before placing it in a vacuum chamber to remove air bubbles. Place a non-porous release film on the mold and secure it with tape. Then, lay one Peel Ply on the non-porous release film.Pour epoxy resin on the film and evenly distribute it throughout using a scraper. Next, ply the first fiber fabric on the resin. Roll the fabric with a naked roller to ensure bubble removal and complete resin infiltration into the fabric.Again, pour and evenly spread the resin on the fabric using a scraper and continue till all the fabric has been used. Place a Peel Ply on the fabric and manually remove air bubbles by scraping in one direction. Lay a perforated release film followed by a breather fabric.Position the suction channel and breathable pad to one side. Secure a circular heat-resistant tape with an acrylic sheet outside the mold and attach the vacuum bag at the top of the device to create a closed space. Apply vacuum for 10 hours at room temperature, then switch off the vacuum pump and maintain quiescence for 14 hours.Cure the laminates completely at 80 degrees Celsius for 16 hours before measuring the fiber volume fraction. Comparison of laminates fabricated by the wet hand layup method with and without the vacuum bag process revealed that the vacuum bag assistance, the fiber volume fraction of the laminates increased by 15.78%and their average thickness reduced to 2.11 millimeters.

Fabricación de laminados compuestos de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) mediante el método de colocación manual húmeda / bolsa de vacío (WLVB)

Impact Property Characterization of Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Composite Laminates

To begin the impact test of glass fiber reinforced polymer or GFRP composite laminates. Cut a set of 150 millimeter by 100 millimeter GFRP samples using a high precision cutting machine. Record the weight and size of each sample.Then mark the positions of the samples using positioning nails in their centers that the impactor can contact for every test. Fix the sample onto the impact support fixture using four rubber tips. Power on the drop hammer testing machine to conduct the impact test using a drop weight impact tower.After connecting it to the controller click home to do the beam reset and then click before test. Input the measurement thickness as 2.1 or 2.5 millimeters for WLVB or WL samples respectively. Set the additional mass to two kilograms and the impact energy to 10 joules.Click start to initiate the experiment. Record the impact response data such as force, deflection, and energy history. Remove the sample and document its morphology after the impact.Finally, calculate and compare the data of each sample. Great repeatability of the impact test was evident from the obtained force and absorbed energy curves of samples fabricated by WLVB and WL methods. The force time curve represented a typical non-piercing curve having a sine wave-like shape.The absorbed energy value increased first with the laminate absorbing and converting the impactor's kinetic energy into its internal energy. And then the value decreased over time as the laminate released elastic energy to rebound the impactor. The specific absorbed energy of the WLVB sample was larger than that of the WL sample.The WLVB laminates absorbed 19.48%more specific energy compared to the WL ones. Further, the higher impact energy absorption capacity of WLVB samples was confirmed by their relatively smaller damaged area.