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139-1341-3721RTM成型工艺分析及生产注意事项
RTM成形技术及分类
1。RTM
所谓闭模成形工艺,是在闭式阴阳模的情况下,对复合材料零件进行成形的过程。SMC、BMC、注塑、RTM、VEC工艺均为闭模成型工艺。随着环境法的制定和产品要求的提高,开放式模锻复合材料受到越来越多的限制,这促进了闭式模锻技术的应用,特别是近几年RTM技术的创新和发展。
2。RTM类型
RTM工艺,树脂传递成型工艺,是一种新的成型方法。具有成本低、生产周期短、人工成本低、环境污染小、制造尺寸准确、外形光滑、产品复杂等优点。自20世纪40年代以来,为了适应飞机天线罩的形成,这种技术得到了发展。目前,RTM成型技术已广泛应用于建筑、交通、电信、卫生、航天等领域。这里有几个RTM技术。
1)RTM,树脂传递模塑。该技术来源于聚氨酯技术。成型时,关闭模具,将树脂注入预制件。玻璃纤维含量较低,约20-45%。
2)变量,真空辅助树脂转移注射。这项技术利用真空将树脂吸入预制件,同时将树脂压入真空约10-28英寸的水银柱中。
3)真空辅助树脂转移注射。产品的孔径一般较小,玻璃纤维含量可增加。
4)VRTM,真空树脂转移成型。
5)VIP,真空浸渍。
6)VIMP,可变浸渍法。树脂在真空或重力的作用下被移动以压缩和浸渍。
7)TERTM,热膨胀RTM。将材料插入预制件,浸渍树脂,加热模具和成型件。芯材受热膨胀,使路面密实。利用这种压实效果,结合表面压力成型。
8)RARTM,橡胶辅助RTM。在叔胺法中,用橡胶代替芯材。橡胶模具使成型产品致密,大大减少了空隙,玻璃纤维含量可高达60-70%。
9)RIRM,树脂注射循环成型。真空和压力相结合,树脂交替注入多个模具,使树脂循环,直到预制件完全浸入。
10)CIRTM,共注入RTM。RTM可以注射到几个不同的树脂或预制构件中。可使用真空袋和柔性表面模具。
11)RLI,树脂液浸(渗透)染色。将树脂注入下模,将预制件插入上模并覆盖上模。模具由热压罐加热成型。加热降低了树脂的粘度,具有良好的流动性,且易于浸泡。
12)scrimptm-seaman复合材料公司脂质浸渍法。申请专利。真空袋用于在压力下浸渍树脂。浸渍速度快,面积大。树脂也可以完全浸渍在预制件的厚度方向上。必须使用真空袋和软表面模具。
13)紫外线RTM,紫外线(固化)RTM。与SCRIMP法相似,固化速度快。必须使用能穿透紫外线的紫外线光源、真空袋和软模具。
14)VECTM虚拟设计复合材料VEC的核心技术是“浮模”专利思想。复合材料对在两个充液钢制压力容器之间成型,模具沿容器全长密封。容器内充满可压缩的导热液体,通常是水。
RTM模具技术
1)RTM通用工艺路线
RTM有三个重要组成部分:
*1原材料系统
*2注射设备
*3模具系统
2)RTM模具技术
所有RTM产品都需要合适的工艺模具,RTM也不例外。RTM模具可以由铝钢和玻璃钢制成。由于铝钢模具不易变形,但价格高,故不在此介绍。下面介绍玻璃钢模具。
*1RTM模具类型和材料
玻璃钢模具用于RTM。根据一般规定,模具的厚度为7-10毫米,然后将加热芯安装在基本模具的表面下,形成夹层结构。模具总厚度为20毫米。由于该厚度达不到RTM成形工艺要求的强度,需要进一步加强。箱型钢比复合材料便宜得多,通常用箱型钢加固。
玻璃钢模具的实践证明,劣质树脂模具的使用寿命很短,直接影响产品的质量。因此,模具表面应采用耐温度和耐化学腐蚀的材料制成。模具制造成本主要是人工和选材成本,几乎与模具总成本无关。目前,乙烯基酯模塑料体系和橡胶涂层的应用比较普遍,并证明它们比传统的环氧树脂材料具有更好的使用寿命和耐温性。据国外报道,乙烯基酯树脂模具已超过18000个,仍在使用中。
*2模具加热
玻璃钢工业中使用的大多数树脂都有与温度直接相关的固化曲线,因此寻找一种控制生产模具温度的方法具有重要的现实意义,有助于优化生产效率。事实上,当模具温度升高10摄氏度时,胶凝时间将减少一半。因此,在环境温度(20度)下,成型零件可能需要60分钟来固化脱模,而在50度时,相同的树脂系统可以在7.5分钟内释放出来。
电热布
在RTM模具中使用加热布已经有很多年的历史了。加热比较均匀,模具可以很容易地将温度升高到100℃以上,但标准应用的模具最高温度为75℃。
液体加热
液体加热是将热循环系统和冷循环系统安装到合适的模具结构中,可以替代电加热。这也为模具提供了冷却系统。埋管内的循环介质可控制温度。
*3个模具密封
RTM和真空成型(VM)的所有闭合副都需要一个密封装置来控制腔边缘的树脂溢出。在VM成型的情况下,需要为外模法兰安装真空密封装置。
密封圈形式多种多样,但要求密封圈材料耐高温,回收率均匀。目前,硅橡胶似乎是最成功的封接基本成型树脂的材料。如果使用正确,则足以提供1000以上的使用寿命。
被动密封
几乎特殊的实心硅橡胶密封圈的横截面设计为当模具关闭时,从“Z”压缩1.0-1.5毫米至末端关闭位置。为了在不增加模具闭合力的情况下实现有效的密封,密封圈的硬度和压缩尺寸的选择是关键。只因为所需压力太大,很容易造成模具变形。模具的接触面一般为3-5毫米,足以防止树脂泄漏,从而达到有效密封。
动态密封
动态密封优于被动密封。它可以永久控制截面的变化。横截面尺寸的变化在图形形式上可高达4毫米。这使得垂直密封轨迹嵌入到模具法兰中。相反,被动密封只会发生塑性变形和极端磨损。动态密封圈的内部一旦加压,就可以很好地调节密封效果。当模具关闭或打开时,带有真空间隙的密封圈的弹性变形防止了垂直方向的“塑性变形”造成的磨损。
*4个注射口
从事RTM成型工艺的技术人员特别注意注塑树脂的入口位置。实践证明,RTM注射口在中心位置(视腔形状固定)是最可靠的。
*5个模具精度
RTM模具经常处于应力状态,因此对于一个成功的闭式模具来说,模具精度是关键因素之一。闭式模具的目标精度是将型腔精度控制在(+0.2mm)。如果不能达到这一精度,必然会导致缺胶和不可预测的树脂填充,并且模件的尺寸超出了公差范围。最常见的是超厚,应考虑材料收缩参数。
RTM成型工艺操作及材料选择
* 1。RTM工艺操作
RTM工艺的注射过程通常在1/4-1/2凝胶时间内完成,传输时间为2~15分钟,传输压力为0.3~07MPa。
树脂传递压力是RTM工艺的主要参数。该压力用于克服注入腔中遇到的阻力和加强材料的浸入。树脂转移时间与系统压力和温度有关。短时间可以提高生产效率。但是,如果树脂流量过大,胶就不能穿透加固材料,并且会由于系统压力的增加而引起事故。因此,一般要求在转移过程中,树脂液体表面进入模具的上升速度不应超过25 mm/min。通过观察出口监测树脂转移过程。一般认为,当DI上的所有观察孔都已完成传输过程。
现 象 | 原 因 | 对 策 |
裂纹 | 树脂过多 | 增加毡、布 拐角加腻子(加大 R ) 预成型玻纤分布要均匀 |
厚度不均 | 脱模时变形过大 喷射作业不熟练 | 提高刚度,提高固化度 脱模处理要适当 |
发热量过多 | 使用低放热树脂,薄壁化 | |
气泡 | 拐角缺少玻璃纤维 | 拐角刮腻子 |
树脂注入速度太快 | 降低注入速度,提高树脂粘度 | |
浸渍不良 | 局部玻纤过多 | 玻纤分布均匀化 |
树脂流动性不好 | 设置气孔,变更注口位置 | |
白斑 | 固化不良 | 增加胶衣和树脂的固化剂量 延长充模时间 |
胶衣厚度不足 | 厚度要在 0.3mm 以上 | |
玻璃纤维过多 | 玻璃纤维用量要适当 | |
树脂固化收缩 | 加填料,使用低收缩树脂 | |
粗纱、硬度大 | 再选牌号 | |
邹折 | 玻璃纤维流动错位 | 用对预成型坯粘结剂有效的粘结剂,减慢注入速度 |
玻璃纤维类型质量不好 | 选择质量好的玻纤 | |
挠曲变形 | 脱模时固化不完全 | 促进树脂固化,用补强材料提高刚度 使用矫正夹具 |
树脂固化收缩 | 使用低收缩剂,使用填料 |
RTM工艺与手糊工艺生产成本对比
RTM成型工艺
RTM工艺具体工艺流程如下:
RTM成型工艺的特点:
1、生产周期短
2、劳动力成本低
3、环境污染少
4、制造尺寸精确
5、外形光滑、可制造复杂产品
手糊成型工艺
手糊成型工艺是复合材料最早的一种成型方法,也是一种最简单的方法,其具体工艺流程如下:
手糊成型工艺的特点:
1、不受尺寸、形状的限制;
2、设备简单、投资少;
3、工艺简单;
4、可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要求;
5、产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。
手糊工艺和RTM工艺生产成本对比
1、RTM工艺模具与手糊工艺模具的模具材料消耗对比
2、RTM与手糊产品成本对比
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