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RTM成型工艺分析及生产注意事项

时间 : 2019-02-17 18:00:02 浏览量 : 75

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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