El procés d'emmotllament per transferència de resina (RTM) és un procés d'emmotllament líquid típic per a materials compostos basats en resina reforçada amb fibra, que inclou principalment:
(1) Dissenyar preformes de fibra segons la forma i els requisits de rendiment mecànic dels components requerits;
(2) Col·loqueu la preforma de fibra predissenyada al motlle, tanqueu-lo i comprimiu-lo per obtenir la fracció de volum corresponent de la preforma de fibra;
(3) Sota un equip d'injecció especialitzat, injecteu resina al motlle a una determinada pressió i temperatura per eliminar l'aire i submergir-lo a la preforma de fibra;
(4) Després que la preforma de fibra estigui completament immersa a la resina, la reacció de curat es porta a terme a una temperatura determinada fins que s'ha completat la reacció de curat i es treu el producte final.
La pressió de transferència de resina és el principal paràmetre que s'ha de controlar en el procés RTM.Aquesta pressió s'utilitza per superar la resistència que es troba durant la injecció a la cavitat del motlle i la immersió del material de reforç.El temps perquè la resina completi la transmissió està relacionat amb la pressió i la temperatura del sistema, i un curt temps pot millorar l'eficiència de la producció.Però si el cabal de resina és massa alt, l'adhesiu no pot penetrar el material de reforç a temps i es poden produir accidents a causa d'un augment de la pressió del sistema.Per tant, generalment es requereix que el nivell de líquid de resina que entra al motlle durant el procés de transferència no augmenti més de 25 mm/min.Superviseu el procés de transferència de resina observant el port de descàrrega.Normalment se suposa que el procés de transferència s'ha completat quan tots els ports d'observació del motlle tenen un desbordament de cola i ja no alliberen bombolles, i la quantitat real de resina afegida és bàsicament la mateixa que la quantitat esperada de resina afegida.Per tant, s'ha de considerar acuradament la configuració de les sortides d'escapament.
Selecció de resina
La selecció del sistema de resina és la clau del procés RTM.La viscositat òptima és de 0,025-0,03Pa • s quan la resina s'allibera a la cavitat del motlle i s'infiltra ràpidament a les fibres.La resina de polièster té una viscositat baixa i es pot completar mitjançant injecció en fred a temperatura ambient.Tanmateix, a causa dels diferents requisits de rendiment del producte, es seleccionaran diferents tipus de resines i la seva viscositat no serà la mateixa.Per tant, la mida de la canonada i el capçal d'injecció s'han de dissenyar per satisfer els requisits de flux dels components especials adequats.Les resines adequades per al procés RTM inclouen resina de polièster, resina epoxi, resina fenòlica, resina de poliimida, etc.
Selecció de materials de reforç
En el procés RTM, es poden seleccionar materials de reforç com ara fibra de vidre, fibra de grafit, fibra de carboni, carbur de silici i fibra d'aramida.Les varietats es poden seleccionar segons les necessitats de disseny, incloses fibres de tall curt, teixits unidireccionals, teixits de diversos eixos, teixits, teixits, materials bàsics o preformes.
Des de la perspectiva del rendiment del producte, les peces produïdes per aquest procés tenen una gran fracció de volum de fibra i es poden dissenyar amb un reforç de fibra local segons la forma específica de les peces, cosa que és beneficiosa per millorar el rendiment del producte.Des de la perspectiva dels costos de producció, el 70% del cost dels components compostos prové dels costos de fabricació.Per tant, com reduir els costos de fabricació és un tema important que cal resoldre amb urgència en el desenvolupament de materials compostos.En comparació amb la tecnologia tradicional del tanc de premsat en calent per a la fabricació de materials compostos basats en resina, el procés RTM no requereix cossos de dipòsit cars, reduint molt els costos de fabricació.A més, les peces fabricades pel procés RTM no estan limitades per la mida del dipòsit, i el rang de mida de les peces és relativament flexible, que pot fabricar components compostos grans i d'alt rendiment.En general, el procés RTM s'ha aplicat àmpliament i s'ha desenvolupat ràpidament en el camp de la fabricació de materials compostos, i està obligat a convertir-se en el procés dominant en la fabricació de materials compostos.
En els darrers anys, els productes de materials compostos de la indústria de la fabricació aeroespacial han canviat gradualment de components que no suporten càrrega i components petits a components de suport de càrrega principals i components integrats grans.Hi ha una demanda urgent per a la fabricació de materials compostos grans i d'alt rendiment.Per tant, s'han desenvolupat processos com el modelat per transferència de resina assistit al buit (VA-RTM) i el modelat per transferència de resina lleugera (L-RTM).
Procés d'emmotllament per transferència de resina assistit al buit Procés VA-RTM
El procés d'emmotllament per transferència de resina assistit al buit VA-RTM és una tecnologia de procés derivada del procés tradicional RTM.El procés principal d'aquest procés és utilitzar bombes de buit i altres equips per aspirar l'interior del motlle on es troba la preforma de fibra, de manera que la resina s'injecta al motlle sota l'acció de la pressió negativa del buit, aconseguint el procés d'infiltració de la preforma de fibra, i finalment solidificant-se i formant-se dins del motlle per obtenir la forma i la fracció de volum de fibra requerides de les peces de material compost.
En comparació amb la tecnologia RTM tradicional, la tecnologia VA-RTM utilitza el bombeig de buit dins del motlle, que pot reduir la pressió d'injecció dins del motlle i reduir considerablement la deformació del motlle i la preforma de fibra, reduint així els requisits de rendiment del procés d'equips i motlles. .També permet que la tecnologia RTM utilitzi motlles més lleugers, la qual cosa és beneficiós per reduir els costos de producció.Per tant, aquesta tecnologia és més adequada per a la fabricació de peces compostes grans, per exemple, la placa composta sandvitx d'escuma és un dels components grans més utilitzats en el camp aeroespacial.
En general, el procés VA-RTM és molt adequat per preparar components compostos aeroespacials grans i d'alt rendiment.No obstant això, aquest procés encara està semimecanitzat a la Xina, el que resulta en una baixa eficiència de fabricació del producte.A més, el disseny dels paràmetres del procés es basa principalment en l'experiència i encara no s'ha aconseguit un disseny intel·ligent, cosa que dificulta controlar amb precisió la qualitat del producte.Al mateix temps, molts estudis han assenyalat que els gradients de pressió es generen fàcilment en la direcció del flux de resina durant aquest procés, especialment quan s'utilitzen bosses de buit, hi haurà un cert grau de relaxació de pressió a la part frontal del flux de resina, que afectar la infiltració de resina, provocar la formació de bombolles a l'interior de la peça i reduir les propietats mecàniques del producte.Al mateix temps, la distribució desigual de la pressió provocarà una distribució desigual del gruix de la peça de treball, afectant la qualitat de l'aparença de la peça final, aquest també és un repte tècnic que la tecnologia encara ha de resoldre.
Procés d'emmotllament per transferència de resina lleugera Procés L-RTM
El procés L-RTM per a l'emmotllament per transferència de resina lleugera és un nou tipus de tecnologia desenvolupada sobre la base de la tecnologia de procés tradicional VA-RTM.Com es mostra a la figura, la característica principal d'aquesta tecnologia de procés és que el motlle inferior adopta un motlle metàl·lic o un altre motlle rígid, i el motlle superior adopta un motlle lleuger semi rígid.L'interior del motlle està dissenyat amb una estructura de doble segellat, i el motlle superior es fixa externament mitjançant el buit, mentre que l'interior utilitza el buit per introduir resina.A causa de l'ús d'un motlle semirígid al motlle superior d'aquest procés, i l'estat de buit dins del motlle, la pressió dins del motlle i el cost de fabricació del motlle en si es redueixen molt.Aquesta tecnologia pot fabricar peces compostes grans.En comparació amb el procés tradicional VA-RTM, el gruix de les peces obtingudes per aquest procés és més uniforme i la qualitat de les superfícies superior i inferior és superior.Al mateix temps, es pot reutilitzar l'ús de materials semirígids en el motlle superior, aquesta tecnologia evita el malbaratament de bosses de buit en el procés VA-RTM, el que el fa molt adequat per a la fabricació de peces compostes aeroespacials amb alts requisits de qualitat superficial.
Tanmateix, en el procés de producció real, encara hi ha certes dificultats tècniques en aquest procés:
(1) A causa de l'ús de materials semirígids al motlle superior, una rigidesa insuficient del material pot provocar fàcilment un col·lapse durant el procés de motlle fix al buit, donant lloc a un gruix desigual de la peça de treball i afectant la seva qualitat superficial.Al mateix temps, la rigidesa del motlle també afecta la vida útil del propi motlle.Com triar un material semirígid adequat com el motlle per a L-RTM és una de les dificultats tècniques en l'aplicació d'aquest procés.
(2) A causa de l'ús del bombeig al buit dins del motlle de tecnologia de procés L-RTM, el segellat del motlle té un paper crucial en el bon progrés del procés.Un segellat insuficient pot provocar una infiltració insuficient de resina dins de la peça de treball, afectant així el seu rendiment.Per tant, la tecnologia de segellat de motlles és una de les dificultats tècniques en l'aplicació d'aquest procés.
(3) La resina utilitzada en el procés L-RTM ha de mantenir una viscositat baixa durant el procés d'ompliment per reduir la pressió d'injecció i millorar la vida útil del motlle.El desenvolupament d'una matriu de resina adequada és una de les dificultats tècniques en l'aplicació d'aquest procés.
(4) En el procés L-RTM, normalment és necessari dissenyar canals de flux al motlle per promoure un flux uniforme de resina.Si el disseny del canal de flux no és raonable, pot causar defectes com ara punts secs i greix ric a les peces, afectant seriosament la qualitat final de les peces.Especialment per a peces tridimensionals complexes, com dissenyar raonablement el canal de flux del motlle també és una de les dificultats tècniques en l'aplicació d'aquest procés.
Hora de publicació: 18-gen-2024
