Två RTM-processer som är lämpliga för storskaliga högpresterande kompositmaterial

Hartsöverföringsmålning (RTM) är en typisk vätskeformningsprocess för fiberförstärkta hartsbaserade kompositmaterial. Huvudprocessen för denna teknik är som följer:

(1) Utformar fiberförformen enligt formen och mekaniska prestandakraven för den erforderliga delen.

(2) Placera den fördesignade fiberförformen inuti formen, stäng formen och applicera tryck för att uppnå den önskade volymfraktionen för fiberförformen.

(3) Under den dedikerade injektionsutrustningen injiceras hartset i formen vid ett visst tryck och temperatur för att utvisa luft och våta den förformade fiberkroppen.

(4) Efter att fiberförformen är helt blöt i hartset appliceras en viss temperatur för härdningsreaktionen. Processen fortsätter tills härdningsreaktionen är klar och sedan avlägsnas den sista delen.

Hartsöverföringstrycket är huvudparametern som måste styras i RTM -processen. Detta tryck används för att övervinna motståndet som uppstår när man injicerar mögelhålan och blötlägger det förstärkande materialet. Den tid det tar för hartset att slutföra överföringen är relaterad till systemtrycket och temperaturen. En kortare tid kan förbättra produktionseffektiviteten. Men om hartsflödet är för stort, kan limet inte tränga igenom det förstärkande materialet i tid, och en olycka kan uppstå på grund av ökningen av systemtrycket. Därför krävs det i allmänhet att hastigheten för hartens vätskesyta som stiger in i formen under överföringsprocessen inte bör överstiga 25 mm/min. Hartsöverföringsprocessen kan övervakas genom att observera utloppet. I allmänhet antas det att när alla observationsportar på formen har lim överflöd och inga fler bubblor släpps ut, och den faktiska mängden harts tillagda överensstämmer i princip med den förväntade mängden, är överföringsprocessen slutförd. Därför bör utställningen av utloppet noggrant övervägas.

I RTM-processen kan förstärkningsmaterialen väljas från glasfibrer, grafitfibrer, kolfibrer, kiselkarbid och aramidfibrer, etc. Typerna kan väljas som hackade fibrer, förenliga formar, multi-axel-tyger, flätade material, stickat material, kärnmaterial eller förformade formar.

Ur produktens prestanda har komponenterna som produceras genom denna process en högfibervolymfraktion, och de kan förstärkas lokalt med fibrer beroende på komponenternas specifika form, vilket bidrar till att förbättra produktprestanda. Ur produktionskostnadens perspektiv kommer 70% av kostnaden för kompositmaterialkomponenter från tillverkningskostnader. Därför är hur man minskar tillverkningskostnaderna en viktig fråga som måste hanteras brådskande i utvecklingen av kompositmaterial. Jämfört med den traditionella hot press-tanken för tillverkning av hartsbaserade kompositmaterial kräver inte RTM-processen dyra tankar, vilket minskar tillverkningskostnaderna kraftigt. Dessutom är de delar som produceras av RTM-processen inte begränsade av tankens storlek, och storleksintervallet för komponenterna är relativt flexibelt, vilket möjliggör tillverkning av stora och högpresterande kompositmaterialkomponenter. Sammantaget har RTM -processen tillämpats i stor utsträckning och snabbt utvecklats inom området för kompositmaterialstillverkning och kommer säkert att bli den dominerande processen för tillverkning av kompositmaterial.

Under de senaste åren, inom flygindustrin, har kompositmaterialprodukter gradvis förskjutits från icke-lastbärande komponenter och små delar till huvudbostadskomponenter och stora integrerade delar. Det finns en brådskande efterfrågan på tillverkning av stora och högpresterande sammansatta material. Därför har tekniker som vakuumassisterad hartöverföringsgjutning (VA-RTM) och lätt-resinöverföringsgjutning (L-RTM) utvecklats.

Formen är den största skillnaden mellan dessa två processer. I RTM -investeringar, på grund av det höga injektionstrycket, spenderas en betydande del av kostnaden på formen och klämman. Detta är inte lämpligt för produkter med en liten produktionsvolym när det gäller pris. RTM -formens livslängd kan nå över 5 000 stycken, och produktionseffektiviteten är hög, vilket gör den lämplig för produkter med en årlig produktion på över 2000 stycken.

Den största fördelen med LRTM ligger i sin låga mögelproduktionskostnad. Kostnaden är ungefär hälften av den för den konventionella RTM -formen, men LRTM -formens livslängd är lägre än för RTM -formen, vilket gör den lämplig för produkter med en årlig produktion på cirka 1 000 stycken. Produkterna som produceras av LRTM-processen kan vara större än för traditionell RTM, som vanligtvis sträcker sig från en basketkapselprodukt till ett 8 meter långt fartygsskrov (cirka 25 kvadratmeter). Detta är dock inte den slutliga gränsen för produktstorleken. Svårigheten att göra produkter mindre än en basketlock är att lägga fibrer, medan produkter som är större än 8 meter har svårigheter att hantera den övre formen.

Nackdelen med glasfiberform är mögelytans korta livslängd. För att erhålla utmärkta mögel- och produktrepeterbarhet och dimensionella noggrannhet måste formarna för både LRTM- och RTM -processer ha hög kvalitet och exakta sektioner. I formningsprocessen för kompositmaterial kan kostnaden för det slutliga produktytans krav nå 60% av det slutliga produktpriset. Kompositmaterialformen kan nå 500 användningstider för ytkvaliteten på bilytan, och sedan krävs mögelytebehandling. En metod för att öka livet är att använda utbytbara mögelytor (ex-utbytbara mögelsskinn), såsom den patenterade ZIP RTM-tekniken för JHM-teknologier, som kan användas för både RTM- och LRTM-processer. Genom att använda utbytbara mögelytor för att ersätta de sårbara mögelytorna kan mögellivet och kvaliteten förlängas och mögellivet kan nå 8 000-10 000 gånger. När du använder flera utbytbara mögelytor samtidigt, eftersom limet kan appliceras direkt och upphettas på den utbytbara mögelytan utanför formen, förbättras produktionseffektiviteten kraftigt.