Os autores gostariam de agradecer às bolsas do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China (No. 2022YFB3706503) e do Programa de Plano de Apoio Estável do Shenzhen Natural Science Fund (No. 20220815133826001).

1. Preparação do material
<ol><li>Corte oito peças de tecido de fibra de vidro de 300 mm x 300 mm com tesoura. Tape o corte primeiro para evitar que os filamentos de fibra caiam. OBS: Use máscara e luvas para evitar picadas nos dedos e inalação de filamentos ao cortar o tecido. Não só o tecido de fibra de vidro, mas tecido unidirecional e outros tipos de fibra, como fibra de carbono e fibra de aramida, também estão disponíveis.</li>
	<li>Pesar 260 g de resina epóxi e 78 g de endurecedor de acordo com a relação mássica de 10:3. NOTA: A proporção de tecido de fibra e sistema de resina é recomendada para ser de 360 g de sistema de resina epóxi por metro quadrado de tecido de fibra de camada única.</li>
</ol>2. Processo de fabricação
NOTA: A Figura 1 mostra o esquema de fabricação de laminado composto para o processo de lay-up manual, que é mostrado na seção 2.
<ol><li>WLVB<ol>
<li>Leve o tecido ao forno a 60 °C por 8 h.</li>
		<li>Colar filme isolante sobre a folha de acrílico para evitar a colagem da resina.</li>
		<li>Coloque o molde sobre a área de assentamento.</li>
		<li>Misture a resina e o endurecedor lentamente por 5 min e, em seguida, coloque-o em uma câmara de vácuo para retirar as bolhas de ar dentro.</li>
		<li>Coloque a película de liberação não porosa no molde e fixe-a com fita adesiva ao redor.</li>
		<li>Coloque uma casca no filme de lançamento não poroso.</li>
		<li>Despeje a resina epóxi e use um raspador para distribuir a resina uniformemente por todo o filme.</li>
		<li>Enrole o primeiro tecido de fibra, enrole com um rolo nu para garantir que a resina se infiltre totalmente no tecido e as bolhas sejam extrusadas e, em seguida, despeje a resina, usando um raspador para raspar a resina uniformemente.</li>
		<li>Repita as etapas 2.1.7 e 2.1.8 até que todo o tecido tenha sido usado.</li>
		<li>Coloque uma camada de casca no tecido e esprema as bolhas de ar manualmente.</li>
		<li>Coloque um filme de liberação perfurado e um tecido de respiro sucessivamente.</li>
		<li>Coloque o canal de sucção e a almofada respirável de um lado.</li>
		<li>Cole um círculo de fita resistente ao calor com uma folha de acrílico fora do molde e prenda o saco de vácuo com a fita para formar um espaço fechado.</li>
		<li>Ligue a bomba de vácuo para pressionar 1 bar de pressão durante 10 h à temperatura ambiente. Em seguida, feche a bomba de vácuo e mantenha a inatividade por 14 h.</li>
		<li>Coloque os laminados no forno a 80 °C por 16 h para curar completamente.</li>
		<li>Medir a fração volumétrica da fibra utilizando equações (1-3)38,39. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq01.jpg" style="margin: auto;">(1º) <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq02.jpg" style="margin: auto;">(2º) <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65376/65376eq03.jpg" style="margin: auto;">(3º) n é o número de camadas do laminado, ρ fibra é a densidade areal do tecido de fibra do fabricante, A fibra é a área do laminado, m fibra é a massa do tecido de fibra, m total é a massa do laminado, ρepóxi é a densidade do epóxi, v epóxi e vtotal são os volumes de epóxi e laminado, respectivamente, e é a fração de volume de fibra.</li>
	</ol>
</li>
	<li>WL<ol>
<li>Leve o tecido ao forno a 60 °C por 8 h.</li>
		<li>Misture a resina e o endurecedor lentamente por 5 min e, em seguida, coloque-o em uma câmara de vácuo para retirar as bolhas de ar dentro.</li>
		<li>Coloque a película de liberação não porosa no molde e fixe-a com fita adesiva ao redor.</li>
		<li>Coloque uma casca no filme de lançamento não poroso.</li>
		<li>Despeje a resina epóxi e use um raspador para distribuir a resina uniformemente por todo o filme.</li>
		<li>Enrole o primeiro tecido de fibra, enrole com um rolo nu para garantir que a resina se infiltre totalmente no tecido e as bolhas sejam extrusadas e, em seguida, despeje a resina, usando um raspador para raspar a resina uniformemente.</li>
		<li>Repita as etapas 2.2.5 e 2.2.6 até que todo o tecido tenha sido usado.</li>
		<li>Coloque uma camada de casca no tecido e esprema as bolhas de ar manualmente.</li>
		<li>Coloque um filme de lançamento perfurado, um tecido de respiro e um filme de lançamento não poroso sucessivamente.</li>
		<li>Coloque uma placa de alumínio com o mesmo tamanho do tecido de fibra por cima.</li>
		<li>Manter a quiescência à temperatura ambiente por 14 h.</li>
		<li>Coloque os laminados no forno a 80 °C por 16 h para curar completamente.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Caracterização das propriedades de impacto
NOTA: Existem muitos métodos para testes de impacto de laminados compósitos. Em condições de impacto de baixa velocidade, o método comumente usado é o teste de impacto de peso de queda, enquanto em condições de impacto de alta velocidade ou ultra alta velocidade, o método frequentemente usado é o método de impacto de bala. Neste estudo, aplicou-se o teste de impacto do peso de queda. O equipamento é mostrado na Figura 2.
<ol><li>Corte um conjunto de amostras de 150 mm x 100 mm de GFRP para um teste de impacto, de acordo com a norma ASTM D7136, usando uma máquina de corte de alta precisão.</li>
	<li>Meça o peso e o tamanho de cada amostra.</li>
	<li>Fixar as posições das amostras usando pregos de posicionamento nos centros das amostras que o pêndulo pode contatar para cada teste.</li>
	<li>Fixe a amostra no dispositivo de suporte de impacto com quatro pontas de borracha.</li>
	<li>Realizar o teste de impacto usando uma torre de impacto de peso de queda no nível de energia de 10 J. Ligue a máquina de teste de martelo de queda e clique em Conectar para conectar o controlador com a lista suspensa e, em seguida, clique em Página Inicial | Antes do teste. Ajuste a energia de impacto para 10 J e a massa adicional para 2 kg. Insira a espessura de medição, 2,1 mm para as amostras WLVB e 2,5 mm para as amostras WL, para determinar a altura do impactor, e clique em Iniciar para iniciar o experimento.</li>
	<li>Registre os dados de resposta ao impacto, incluindo força, deflexão e histórico de energia.</li>
	<li>Retire a amostra. Registrar a morfologia da amostra após o impacto.</li>
	<li>Repita o teste de impacto cinco vezes para garantir a repetibilidade dos resultados.</li>
	<li>Calcular e comparar os dados das amostras.</li>
</ol>4. Caracterização das propriedades de tração
<ol><li>Corte um conjunto de amostras de 250 mm x 25 mm dos laminados para um ensaio de tração, de acordo com a norma ASTM D3039, usando uma máquina de corte de alta precisão com um cortador de diamante.</li>
	<li>Meça o tamanho de cada amostra com um paquímetro vernier.</li>
	<li>Use adesivo epóxi para colar quatro abas de alumínio de 50 mm x 25 mm x 2 mm em ambas as extremidades da amostra para evitar a concentração de tensões.</li>
	<li>Borrife uma fina camada de tinta branca na frente da amostra e, em seguida, borrife manchas pretas.</li>
	<li>Colocar a amostra no centro das abraçadeiras da máquina de ensaio de tração e montar o sistema de aquisição de imagens, como mostra a Figura 3.</li>
	<li>Para garantir a precisão dos dados de deformação, varie a posição da amostra para que ela fique no meio da área de captura da câmera e em uma posição vertical. Além disso, ajuste a distância focal da câmera e a taxa de exposição para garantir que os pontos na amostra sejam claramente registrados.</li>
	<li>Realizar o ensaio de tração. Clique em CONFIGURAR TESTE. Ajuste a velocidade de teste para 0,5 mm/min. Clique em Dados do espécime. Insira a largura de medição e espessura das amostras. Clique em Iniciar e, em seguida, clique em Aceitar posição atual. Registre os dados de tempo de carregamento.</li>
	<li>Retire a amostra. Registar a morfologia da amostra após o ensaio de tração.</li>
	<li>Repetir o ensaio de tração cinco vezes para garantir a repetibilidade dos resultados.</li>
	<li>Utilizar software de correlação digital de imagens (CIVD) para medir a deformação nominal da amostra durante o ensaio de tração.</li>
	<li>Clique em Imagem em Escala de Comprimento para calibrar o comprimento dos pixels, clique em Imagem de Referência e escolha a primeira imagem como imagem de referência. Clique em Imagem deformada e escolha as imagens restantes como as imagens deformadas. Clique em Ferramentas de desenho | Selecione o retângulo para selecionar a área de medição. Clique em Extensômetro e defina o comprimento do extensômetro para 100 mm e, em seguida, clique em Processamento | Inicie a correlação.</li>
	<li>Divida a carga pela área de secção transversal para obter a tensão nominal.</li>
	<li>Combine a deformação nominal da medição DIC e a tensão nominal da máquina de ensaio de tração.</li>
	<li>Escolha a inclinação do segmento linear da curva deformação-tensão como módulo elástico. Escolha o valor de pico da curva força-tempo de tração como a resistência.</li>
	<li>Comparar o módulo de elasticidade e a resistência das amostras.</li>
</ol>

Fabrication and Mechanical Property Assessment of Fiber Composite Laminates

Os autores não têm conflitos de interesse.

Este artigo enfoca os dois diferentes processos de fabricação para o método de lay-up manual com baixo custo. Portanto, foram selecionados dois processos de fabricação para serem cuidadosamente descritos neste artigo, que são mais simples, mais fáceis de dominar, de menor custo de investimento e adequados para produção com modificação de material em laboratórios e fábricas de pequena escala. Durante a cura de laminados, a alta pressão de consolidação desempenha um papel importante na fabricação de lamin...

O compósito polimérico reforçado com fibras (FRP) é um tipo de material de alta resistência fabricado pela mistura de reforço de fibras e matrizes poliméricas 1,2,3. É amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial 4,5,6, construção7,8, automotiva 9 e naval10,11 devido à sua baixa densidade, alta rigidez e resistência específicas, propriedades de fadiga e excelente resistência à corrosão. As fibras sintéticas comuns incluem fibras de carbono, fibras de vidro e fibras de aramida12. A fibra de vidro foi escolhida para investigação neste trabalho. Em comparação com o aço tradicional, os laminados compósitos de reforço de fibra de vidro (GFRPs) são mais leves, com menos de um terço da densidade, mas podem atingir uma resistência específica maior do que o aço.
O processo de preparação do FRP inclui moldagem por transferência de resina assistida a vácuo (VARTM)13, enrolamento filamentar (FW)14 e moldagem de prepreg, além de muitos outros processos avançados de fabricação15,16,17,18. Em comparação com outros processos de preparação, o processo de lay-up/vacuum bag (WLVB) tem várias vantagens, incluindo requisitos de equipamento simples e tecnologia de processo descomplicada, e os produtos não são limitados por tamanho e forma. Este processo tem um alto grau de liberdade e pode ser integrado com metal, madeira, plástico ou espuma.
O princípio do processo WLVB é aplicar maior pressão de conformação através de sacos a vácuo para melhorar as propriedades mecânicas dos laminados preparados; A tecnologia de produção deste processo é fácil de dominar, tornando-o um processo de preparação de material compósito simples e econômico. Este processo é completamente manual, e é muito influenciado pelas habilidades do pessoal de preparação. Portanto, os produtos são propensos a defeitos como vazios e espessura irregular, levando a qualidades instáveis e propriedades mecânicas do laminado. Assim, é necessário descrever detalhadamente o processo de VVE, controlar finamente as etapas e quantificar a proporção do material, a fim de obter uma alta estabilidade das propriedades mecânicas dos laminados.
A maioria dos pesquisadores tem estudado o comportamento quase-estático 19,20,21,22,23 e dinâmico 24,25,26,27,28, bem como a modificação da propriedade 29,30 de materiais compósitos. A razão da fração volumétrica da fibra para a matriz desempenha um papel crucial nas propriedades mecânicas do laminado FRP. Em uma faixa apropriada, uma fração de maior volume de fibra pode melhorar a resistência e a rigidez do laminado FRP. Andrew et al.31 investigaram o efeito da fração volumétrica da fibra nas propriedades mecânicas de corpos de prova preparados pelo processo de fabricação aditiva com modelagem de deposição fundida (FDM). Os resultados mostraram que, quando a fração volumétrica da fibra foi de 22,5%, a eficiência da resistência à tração atingiu seu máximo, e uma pequena melhora na resistência foi observada quando a fração volumétrica da fibra atingiu 33%. Khalid et al.32 estudaram as propriedades mecânicas de compósitos impressos em 3D reforçados com fibra de carbono (CF) com diversas frações volumétricas de fibra, e os resultados mostraram que tanto a resistência à tração quanto a rigidez foram melhoradas com o aumento do teor de fibras. Uzay et al.33 investigaram os efeitos de três métodos de fabricação - lay up manual, moldagem por compressão e ensacamento a vácuo - sobre as propriedades mecânicas do polímero reforçado com fibra de carbono (PRFC). A fração volumétrica e a nulidade dos laminados foram mensuradas, e ensaios de tração e flexão foram realizados. Os experimentos mostraram que quanto maior a fração volumétrica da fibra, melhores as propriedades mecânicas.
Os vazios são um dos defeitos mais comuns no laminado de FRP. Os vazios reduzem as propriedades mecânicas dos materiais compósitos, como resistência, rigidez e resistência à fadiga34. A concentração de tensões geradas ao redor dos vazios promove a propagação de micro-fissuras e reduz a resistência de interface entre armadura e matriz. Os vazios internos também aceleram a absorção de umidade do laminado FRP, resultando em descolamento da interface e degradação do desempenho. Portanto, a existência de vazios internos afeta a confiabilidade dos compósitos e restringe sua ampla aplicação. Zhu et al.35 investigaram a influência do conteúdo de vazios nas propriedades estáticas de resistência ao cisalhamento interlaminar de laminados compósitos CFRP, e verificaram que um aumento de 1% no teor de vazios, variando de 0,4% a 4,6%, levou a uma deterioração de 2,4% na resistência ao cisalhamento interlaminar. Scott et al.36 apresentaram o efeito dos vazios no mecanismo de dano em laminados compósitos de PRFC sob carregamento hidrostático usando tomografia computadorizada (TC), e verificaram que o número de vazios é 2,6-5 vezes o número de fissuras distribuídas aleatoriamente.
Laminados FRP confiáveis e de alta qualidade podem ser fabricados usando uma autoclave. Abraham et al.37 fabricaram laminados de baixa porosidade e alto teor de fibras, colocando um conjunto WLVB em autoclave com pressão de 1,2 MPa para cura. No entanto, a autoclave é um equipamento grande e caro, resultando em custos consideráveis de fabricação. Embora o processo de transferência de resina assistida a vácuo (VARTM) esteja em uso há muito tempo, ele tem um limite em termos de custo de tempo, um processo de preparação mais complicado e consumíveis mais descartáveis, como tubos de desvio e meios de desvio. Em comparação com o processo WL, o processo WLVB compensa a pressão de moldagem insuficiente através de um saco de vácuo de baixo custo, absorvendo o excesso de resina do sistema para aumentar a fração de volume de fibra e reduzir o teor de poros internos, melhorando assim consideravelmente as propriedades mecânicas do laminado.
Este estudo explora as diferenças entre o processo de CT e o processo de VVE e detalha o processo meticuloso do processo de LVVE. O volume de fibra dos laminados foi calculado pelo método da fórmula, e os resultados mostraram que o teor volumétrico de fibra dos laminados WL foi de 42,04%, enquanto o dos laminados WLVB foi de 57,82%, aumentando em 15,78%. As propriedades mecânicas dos laminados foram caracterizadas por ensaios de tração e impacto. Os resultados experimentais revelaram que, com o processo WVB, a resistência e o módulo de elasticidade dos laminados foram aumentados em 17,4% e 16,35%, respectivamente, e a energia absorvida específica foi aumentada em 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

O tradicional processo de lay-up manual úmido (WL) tem sido amplamente aplicado na fabricação de laminados compósitos de fibra. No entanto, devido à insuficiência na pressão de formação, a fração de massa da fibra é reduzida e muitas bolhas de ar ficam presas no interior, resultando em laminados de baixa qualidade (baixa rigidez e resistência). O processo WLVB (wet hand lay-up/vacuum bag) para a fabricação de laminados compostos é baseado no processo tradicional de lay-up de mão úmida, usando um saco de vácuo para remover bolhas de ar e fornecer pressão e, em seguida, realizando o processo de aquecimento e cura. 
Em comparação com o processo tradicional de lay-up manual, os laminados fabricados pelo processo WLVB apresentam propriedades mecânicas superiores, incluindo melhor resistência e rigidez, maior fração de volume de fibra e menor fração de volume vazio, que são todos benefícios para laminados compostos. Este processo é completamente manual, e é muito influenciado pelas habilidades do pessoal de preparação. Portanto, os produtos são propensos a defeitos como vazios e espessura irregular, levando a qualidades instáveis e propriedades mecânicas do laminado. Assim, é necessário descrever finamente o processo de WLVB, controlar finamente as etapas e quantificar as proporções de materiais, a fim de garantir as propriedades mecânicas dos laminados. 
Este trabalho descreve o processo meticuloso do processo WLVB para a preparação de laminados compósitos de reforço de fibra de vidro (GFRPs) com padrões planos. O teor volumétrico de fibra dos laminados foi calculado pelo método da fórmula, e os resultados calculados mostraram que o teor volumétrico de fibra dos laminados WL foi de 42,04%, enquanto o dos laminados WLVB foi de 57,82%, aumentando em 15,78%. As propriedades mecânicas dos laminados foram caracterizadas por meio de ensaios de tração e impacto. Os resultados experimentais revelaram que, com o processo WVB, a resistência e o módulo de elasticidade dos laminados foram aumentados em 17,4% e 16,35%, respectivamente, e a energia absorvida específica foi aumentada em 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 

Medição das propriedades mecânicas de laminados compósitos poliméricos de reforço de fibra de vidro obtidos por diferentes processos de fabricação

A Tabela 1 mostra a fração volumétrica de fibra, espessura média e processo de fabricação das amostras. O G8-WLVB e o G8-WL representam os laminados constituídos por tecido de vidro de 8 camadas fabricado por lay-up manual úmido com e sem o processo de saco a vácuo, respectivamente. Obviamente, com o auxílio do saco a vácuo, os laminados têm um aumento de 15,78% na fração volumétrica da fibra, além de uma redução de 16,27% na espessura média.
As curvas de te...

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Este trabalho descreve um processo de fabricação de laminados compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras obtidos usando o método wet hand lay-up/vacuum bag.

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

Nossa pesquisa se concentra em melhorar a tenacidade da interface e a resistência prejudicada de compósitos de fibra. Estamos tentando melhorar a resistência prejudicada de compósitos de fibras incorporando nanopartículas. Um dos desafios mais comuns na fabricação de compósitos de fibra é a falta de repetibilidade.Através do controle preciso da profundidade de fabricação e quantificação das proporções do material, podemos obter laminados com propriedades mecânicas muito estáveis. Essa abordagem garante resultados de teste altamente repetíveis em diferentes lotes. O processo eWLB para fabricação de laminados compostos usa um saco de vácuo para remover bolhas de ar.Em comparação com outros processos, este processo tem muitas vantagens. Requer equipamentos simples, envolve tecnologias de processo que não são complicadas, e os produtos também não são limitados por tamanho ou 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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1.1K visualizações.  Southern University of Science and Technology. Nossa pesquisa se concentra em melhorar a tenacidade da interface e a resistência prejudicada de compósitos de fibra. Estamos tentando melhorar a resistência prejudicada de compósitos de fibras incorporando nanopartículas. Um dos desafios mais comuns na fabricação de compósitos de fibra é a falta de repetibilidade.Através do controle preciso da profundidade de fabricação e quantificação das proporções do material, podemos obter laminados com propriedades mecânicas muit...

Vídeo: 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.

Engenharia

﻿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.

Fabricação de laminados compostos de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP) pelo método Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag (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.