Dva RTM procesy vhodné pre rozsiahle vysokovýkonné kompozitné materiály

Formovanie prenosu živice (RTM) je typický proces lišta kvapaliny pre kompozitné materiály založené na živicovej živici. Hlavný proces tejto techniky je nasledujúci:

(1) Navrhnite preformy vlákna podľa požiadaviek na tvar a mechanický výkon požadovanej časti.

(2) Umiestnite vopred navrhnuté vlákno predformou do formy, zatvorte formu a naneste tlak, aby ste dosiahli požadovaný objemový frakcia pre predformulár vlákna.

(3) Pod vyhradeným vstrekovacím zariadením sa živica vstrekuje do formy pri určitom tlaku a teplote, aby sa vytvrdil vzduch a navlhčil predformované telo vlákniny.

(4) Po úplne namočení vlákna preform v živici sa na vytvrdzovaciu reakciu nanáša určitá teplota. Proces pokračuje až do dokončenia reakcie na vytvrdzovanie a potom sa konečná časť odstráni.

Tlak prenosu živice je hlavný parameter, ktorý je potrebné kontrolovať v procese RTM. Tento tlak sa používa na prekonanie odporu, s ktorým sa vyskytuje pri vstupe do dutiny formy a namáčaní výstužného materiálu. Čas potrebný na dokončenie prenosu živice súvisí s tlakom a teplotou systému. Kratší čas môže zlepšiť efektívnosť výroby. Ak je však tok živicí príliš veľký, lepidlo nemôže preniknúť do času vystuženia v čase a môže dôjsť k nehode v dôsledku zvýšenia tlaku systému. Preto sa vo všeobecnosti vyžaduje, aby rýchlosť povrchu kvapaliny živicovej kvapaliny stúpajúca do formy počas procesu prenosu nemala prekročiť 25 mm/min. Proces prenosu živice je možné monitorovať pozorovaním zásuvky. Všeobecne sa predpokladá, že keď všetky pozorovacie porty na forme majú lepidlo a žiadne ďalšie bubliny sa vypúšťajú a skutočné množstvo pridanej živicovej živice je v podstate konzistentné s očakávanou výškou, proces prenosu je dokončený. Preto by sa malo dôkladne zvážiť nastavenie výstupu.

V procese RTM môžu byť výstužné materiály vybrané zo sklenených vlákien, grafitských vlákien, uhlíkových vlákien, kremíkových karbidov a aramidových vlákien atď. Dá sa zvoliť ako nakrájané vlákna, jednosmerné tkaniny, viacxové tkaniny, pletené materiály, pletené materiály, jadrové materiály alebo vopred formované formy alebo vopred formované formy podľa dizajnu.

Z hľadiska výkonu produktu majú komponenty produkované týmto procesom vysokú frakciu objemu vlákniny a môžu byť lokálne zosilnené vláknami podľa špecifického tvaru komponentov, čo vedie k zlepšeniu výkonu produktu. Z hľadiska výrobných nákladov pochádza 70% nákladov na kompozitné materiálové komponenty z výrobných nákladov. Preto, ako znížiť výrobné náklady, je dôležitým problémom, ktorý je potrebné naliehavo riešiť pri vývoji kompozitných materiálov. V porovnaní s tradičnou technológiou nádrže na horúcu tlače pre výrobné kompozitné materiály na báze živíc, proces RTM nevyžaduje drahé nádrže, čo výrazne znižuje výrobné náklady. Okrem toho sú časti produkované procesom RTM obmedzené veľkosťou nádrže a rozsah veľkosti komponentov je relatívne flexibilný, čo umožňuje výrobu veľkých a vysokovýkonných komponentov kompozitných materiálov. Celkovo bol proces RTM široko aplikovaný a rýchlo sa vyvíjaný v oblasti výroby kompozitných materiálov a musí sa stať dominantným procesom výroby kompozitných materiálov.

V posledných rokoch sa v priemysle výroby leteckého priemyslu kompozitné materiálové výrobky postupne presúvali z komponentov bez zaťaženia a malých častí na hlavné komponenty, ktoré nosia zaťaženie a veľké integrované časti. Existuje naliehavý dopyt po výrobe veľkých a vysoko výkonných kompozitných materiálov. Preto boli vyvinuté technológie, ako je vákuové prenosové formy prenosu živicí (VA-RTM) a prenosové formovanie svetla (L-RTM).

Forma je najväčší rozdiel medzi týmito dvoma procesmi. Pri investíciách RTM, v dôsledku vysokého injekčného tlaku sa značná časť nákladov vynakladá na formu a upínacie zariadenie. To nie je vhodné pre výrobky s malým objemom výroby z hľadiska ceny. Servisná životnosť formy RTM môže dosiahnuť viac ako 5 000 kusov a účinnosť výroby je vysoká, vďaka čomu je vhodná pre výrobky s ročnou výrobou viac ako 2 000 kusov.

Najväčšia výhoda LRTM spočíva v nízkych nákladoch na výrobu plesní. Cena je približne polovica ceny konvenčnej formy RTM, ale služobná životnosť formy LRTM je nižšia ako cena formy RTM, vďaka čomu je vhodná pre výrobky s ročnou výrobou približne 1 000 kusov. Výrobky vyrábané procesom LRTM môžu byť väčšie ako výrobky tradičného RTM, zvyčajne od produktu veľkosti basketbalovej čiapky po 8-metrový trup lode (asi 25 metrov štvorcových). Toto však nie je konečný limit veľkosti produktu. Obtiažnosť pri výrobe výrobkov menších ako basketbalová čiapka je kladenie vlákien, zatiaľ čo výrobky väčšie ako 8 metrov majú ťažkosti s tým, ako zvládnuť hornú pleseň.

Nevýhodou formy zo sklenených vlákien je krátka životnosť povrchu formy. Na získanie vynikajúcej životnosti plesní a opakovateľnosti produktu a rozmerovej presnosti musia mať formy pre procesy LRTM aj RTM vysokú kvalitu a presné sekcie. V procese kompozitného materiálu môžu náklady na konečnú požiadavku na povrch výrobku dosiahnuť 60% z konečnej ceny produktu. Zložená forma materiálu môže dosiahnuť 500 časov využívania povrchu povrchu povrchu automobilu a potom je potrebné ošetrenie povrchu plesní. Jednou z metód na zvýšenie životnosti je použitie vymeniteľných povrchov plesní (ex-meniteľné plesňové kože), ako napríklad patentovaná technológia zips RTM technológií JHM, ktorá sa môže použiť na procesy RTM aj LRTM. Použitím vymeniteľných povrchov plesní na výmenu zraniteľných povrchov plesní sa môže predĺžiť životnosť a kvalita plesní a životnosť plesní môže dosiahnuť 8 000-10 000 krát. Pri súčasnom použití niekoľkých vymeniteľných povrchov plesní, pretože lepidlo sa dá priamo aplikovať a zahrievať na vymeniteľnú plochu formy mimo formy, účinnosť výroby sa výrazne zlepšila.