Процесот на обликување со пренос на смола (RTM) е типичен процес на течно обликување за композитни материјали засновани на смола засилени со влакна, кој главно вклучува:
(1) Дизајн на преформи од влакна според обликот и барањата за механички перформанси на потребните компоненти;
(2) Поставете ја претходно дизајнираната преформа од влакна во калапот, затворете ја калапот и компресирајте ја за да ја добиете соодветната волуменска фракција на преформата на влакната;
(3) Под специјализирана опрема за инјектирање, вбризгувајте смола во калапот на одреден притисок и температура за да се елиминира воздухот и да се потопи во преформата на влакната;
(4) Откако преформата на влакната е целосно потопена во смола, реакцијата на стврднување се изведува на одредена температура додека не се заврши реакцијата на стврднување и се вади финалниот производ.
Притисокот за пренос на смола е главниот параметар што треба да се контролира во процесот на RTM.Овој притисок се користи за да се надмине отпорот што се среќава при вбризгување во шуплината на мувлата и потопување на зајакнувачкиот материјал.Времето за смолата да заврши преносот е поврзано со притисокот и температурата на системот, а кратко време може да ја подобри ефикасноста на производството.Но, ако стапката на проток на смолата е превисока, лепилото не може навреме да навлезе во зајакнувачкиот материјал и може да се случат несреќи поради зголемување на притисокот во системот.Затоа, генерално се бара нивото на течноста на смолата што влегува во калапот за време на процесот на пренос да не се зголемува побрзо од 25 mm/min.Следете го процесот на пренос на смола со набљудување на отворот за празнење.Обично се претпоставува дека процесот на пренос е завршен кога сите порти за набљудување на калапот имаат прелевање на лепак и повеќе не ослободуваат меурчиња, а вистинската количина на додадена смола е во основа иста како и очекуваната количина на додадена смола.Затоа, поставувањето на излезите на издувните гасови треба внимателно да се разгледа.
Избор на смола
Изборот на смола систем е клучот за RTM процесот.Оптималниот вискозитет е 0,025-0,03 Pa • s кога смолата се ослободува во шуплината на мувлата и брзо се инфилтрира во влакната.Полиестерската смола има низок вискозитет и може да се заврши со ладно вбризгување на собна температура.Сепак, поради различните барања за изведба на производот, ќе се изберат различни видови смоли, а нивната вискозност нема да биде ист.Затоа, големината на цевководот и главата за инјектирање треба да бидат дизајнирани да ги задоволат барањата за проток на соодветните специјални компоненти.Смолите погодни за RTM процес вклучуваат полиестерска смола, епоксидна смола, фенолна смола, полиимидна смола итн.
Избор на материјали за зајакнување
Во процесот RTM, може да се изберат материјали за зајакнување како што се стаклени влакна, графитни влакна, јаглеродни влакна, силициум карбид и арамидни влакна.Сорти може да се изберат според потребите на дизајнот, вклучувајќи кратки влакна, еднонасочни ткаенини, ткаенини со повеќе оски, ткаење, плетење, основни материјали или преформи.
Од гледна точка на перформансите на производот, деловите произведени со овој процес имаат висока волуменска фракција на влакна и можат да бидат дизајнирани со локално засилување со влакна според специфичната форма на деловите, што е корисно за подобрување на перформансите на производот.Од гледна точка на трошоците за производство, 70% од цената на композитните компоненти доаѓа од производствените трошоци.Затоа, како да се намалат трошоците за производство е важно прашање што итно треба да се реши при развојот на композитните материјали.Во споредба со традиционалната технологија на резервоар за топло пресување за производство на композитни материјали базирани на смола, процесот RTM не бара скапи тела на резервоарот, што значително ги намалува трошоците за производство.Покрај тоа, деловите произведени со процесот RTM не се ограничени со големината на резервоарот, а опсегот на големината на деловите е релативно флексибилен, што може да произведе големи и композитни компоненти со високи перформанси.Севкупно, процесот RTM е широко применет и брзо развиен во областа на производството на композитни материјали и е обврзан да стане доминантен процес во производството на композитни материјали.
Во последниве години, производите од композитни материјали во индустријата за производство на воздухопловна индустрија постепено се префрлија од компоненти што не носат товар и мали компоненти на главни носечки компоненти и големи интегрирани компоненти.Постои итна побарувачка за производство на големи и композитни материјали со високи перформанси.Затоа, развиени се процеси како што се обликување со пренос на смола со помош на вакуум (VA-RTM) и обликување со пренос на лесна смола (L-RTM).
Процес на калапи за пренос на смола со помош на вакуум VA-RTM процес
Процесот на калапи за пренос на смола со помош на вакуум VA-RTM е процесна технологија изведена од традиционалниот RTM процес.Главниот процес на овој процес е да се користат вакуумски пумпи и друга опрема за вакумирање на внатрешноста на калапот каде што се наоѓа преформата на влакната, така што смолата се инјектира во калапот под дејство на вакуумски негативен притисок, со што се постигнува процес на инфилтрација на преформата на влакната и на крајот зацврстување и формирање во калапот за да се добие потребната форма и волуменска фракција на влакната на деловите од композитниот материјал.
Во споредба со традиционалната технологија RTM, технологијата VA-RTM користи вакуумско пумпање во калапот, што може да го намали притисокот на вбризгување во калапот и во голема мера да ја намали деформацијата на мувлата и предформата на влакната, а со тоа да ги намали барањата за изведба на процесот за опрема и калапи. .Исто така, овозможува технологијата RTM да користи полесни калапи, што е корисно за намалување на трошоците за производство.Затоа, оваа технологија е посоодветна за производство на големи композитни делови, на пример, композитната плоча со сендвич од пена е една од најчесто користените големи компоненти во полето на воздушната вселена.
Севкупно, процесот VA-RTM е многу погоден за подготовка на големи и со високи перформанси композитни компоненти на воздушната воздушна пловидба.Сепак, овој процес е сè уште полумеханизиран во Кина, што резултира со ниска ефикасност на производството на производи.Покрај тоа, дизајнот на параметрите на процесот најмногу се потпира на искуството, а интелигентниот дизајн сè уште не е постигнат, што го отежнува прецизното контролирање на квалитетот на производот.Во исто време, многу студии укажаа дека градиентите на притисокот лесно се генерираат во насока на проток на смолата за време на овој процес, особено кога се користат вакуумски кеси, ќе има одреден степен на релаксација на притисокот на предниот дел на протокот на смолата, што ќе влијае на инфилтрацијата на смолата, предизвикува создавање меурчиња во внатрешноста на работното парче и ги намалува механичките својства на производот.Во исто време, нерамномерната распределба на притисокот ќе предизвика нерамномерна распределба на дебелината на работното парче, што ќе влијае на квалитетот на изгледот на финалното работно парче. Ова е исто така технички предизвик што технологијата сè уште треба да го реши.
Процес на калапи за пренос на лесна смола Процес L-RTM
Процесот L-RTM за лесно обликување со пренос на смола е нов тип на технологија развиена врз основа на традиционалната технологија на процесот VA-RTM.Како што е прикажано на сликата, главната карактеристика на оваа процесна технологија е тоа што долниот калап прифаќа метален или друг цврст калап, а горниот калап усвојува полуцврст лесен калап.Внатрешноста на калапот е дизајнирана со двојна заптивна структура, а горниот калап е фиксиран надворешно преку вакуум, додека внатрешноста користи вакуум за внесување смола.Поради употребата на полу-цврст калап во горниот калап на овој процес, и вакуумската состојба во калапот, притисокот во калапот и производната цена на самата мувла се значително намалени.Оваа технологија може да произведе големи композитни делови.Во споредба со традиционалниот процес VA-RTM, дебелината на деловите добиени со овој процес е порамномерна, а квалитетот на горните и долните површини е супериорен.Во исто време, употребата на полу-цврсти материјали во горниот калап може да се користи повторно. Оваа технологија го избегнува трошењето на вакуумските кеси во процесот VA-RTM, што ја прави многу погодна за производство на композитни делови од воздухопловството со високи барања за квалитет на површината.
Сепак, во вистинскиот производствен процес, сè уште има одредени технички тешкотии во овој процес:
(1) Поради употребата на полу-цврсти материјали во горниот калап, недоволната цврстина на материјалот лесно може да доведе до колапс за време на процесот на калапот фиксиран во вакуум, што резултира со нерамна дебелина на работното парче и влијае на квалитетот на неговата површина.Во исто време, ригидноста на мувлата влијае и на животниот век на самата мувла.Како да се избере соодветен полуцврст материјал како калап за L-RTM е една од техничките тешкотии во примената на овој процес.
(2) Поради употребата на вакуумско пумпање во калапот за процесна технологија L-RTM, запечатувањето на калапот игра клучна улога во непречениот напредок на процесот.Недоволното запечатување може да предизвика недоволна инфилтрација на смола во внатрешноста на работното парче, а со тоа да влијае на неговите перформанси.Затоа, технологијата за запечатување на мувла е една од техничките тешкотии во примената на овој процес.
(3) Смолата што се користи во процесот L-RTM треба да одржува низок вискозитет за време на процесот на полнење за да се намали притисокот на вбризгување и да се подобри работниот век на мувлата.Развивањето на соодветна матрица на смола е една од техничките тешкотии во примената на овој процес.
(4) Во процесот L-RTM, обично е неопходно да се дизајнираат канали за проток на калапот за да се промовира еднообразен проток на смола.Ако дизајнот на каналот за проток не е разумен, може да предизвика дефекти како што се суви точки и богата маст во деловите, што сериозно ќе влијае на крајниот квалитет на деловите.Особено за сложени тридимензионални делови, како разумно да се дизајнира каналот за проток на мувла е исто така една од техничките тешкотии во примената на овој процес.
Време на објавување: Јан-18-2024 година
