Процес преношења смоле (РТМ) је типичан процес течног ливења за композитне материјале на бази смоле ојачане влакнима, који углавном укључује:
(1) Дизајнирајте предформе влакана у складу са захтевима облика и механичких перформанси потребних компоненти;
(2) Положите унапред дизајнирану предформу од влакана у калуп, затворите калуп и компримујте га да бисте добили одговарајући запремински удео предформе влакна;
(3) Под специјализованом опремом за ињектирање, убризгајте смолу у калуп на одређеном притиску и температури да бисте елиминисали ваздух и потопили га у предформу од влакана;
(4) Након што је предформа влакна потпуно уроњена у смолу, реакција очвршћавања се изводи на одређеној температури док се реакција очвршћавања не заврши, а коначни производ се извади.
Притисак преноса смоле је главни параметар који треба контролисати у РТМ процесу.Овај притисак се користи за превазилажење отпора који се јавља током убризгавања у шупљину калупа и урањања материјала за ојачање.Време да смола заврши пренос је повезано са притиском и температуром система, а кратко време може побољшати ефикасност производње.Али ако је брзина протока смоле превисока, лепак не може на време продрети у арматурни материјал и може доћи до незгода због повећања притиска система.Због тога је генерално потребно да ниво течности смоле која улази у калуп током процеса преноса не сме да расте брже од 25 мм/мин.Пратите процес преноса смоле посматрајући отвор за пражњење.Обично се претпоставља да је процес преноса завршен када сви отвори за посматрање на калупу имају преливање лепка и више не ослобађају мехуриће, а стварна количина додане смоле је у основи иста као и очекивана количина додане смоле.Због тога треба пажљиво размотрити подешавање издувних отвора.
Избор смоле
Избор система смоле је кључ РТМ процеса.Оптимални вискозитет је 0,025-0,03 Па • с када се смола пушта у шупљину калупа и брзо се инфилтрира у влакна.Полиестерска смола има низак вискозитет и може се завршити хладним убризгавањем на собној температури.Међутим, због различитих захтева за перформансама производа, биће изабране различите врсте смола, а њихов вискозитет неће бити исти.Због тога, величина цевовода и главе за убризгавање треба да буду пројектовани тако да задовоље захтеве протока одговарајућих специјалних компоненти.Смоле погодне за РТМ процес укључују полиестарску смолу, епоксидну смолу, фенолну смолу, полиимидну смолу, итд.
Избор материјала за ојачање
У РТМ процесу, могу се одабрати материјали за ојачање као што су стаклена влакна, графитна влакна, угљенична влакна, силицијум карбид и арамидна влакна.Сорте се могу одабрати у складу са потребама дизајна, укључујући кратко резана влакна, једносмерне тканине, вишеосне тканине, ткање, плетење, материјале за језгро или предформе.
Из перспективе перформанси производа, делови произведени овим процесом имају високу запреминску фракцију влакана и могу се дизајнирати са локалним ојачањем влакнима према специфичном облику делова, што је корисно за побољшање перформанси производа.Из перспективе трошкова производње, 70% трошкова композитних компоненти долази од трошкова производње.Стога је питање како смањити производне трошкове важно питање које хитно треба решити у развоју композитних материјала.У поређењу са традиционалном технологијом резервоара за топло пресовање за производњу композитних материјала на бази смоле, РТМ процес не захтева скупа тела резервоара, што значајно смањује трошкове производње.Штавише, делови произведени поступком РТМ нису ограничени величином резервоара, а опсег величина делова је релативно флексибилан, што може да произведе велике композитне компоненте високих перформанси.Све у свему, РТМ процес је широко примењен и брзо развијен у области производње композитних материјала, и сигурно ће постати доминантан процес у производњи композитних материјала.
Последњих година, производи од композитних материјала у индустрији производње ваздухопловства су постепено прешли са компоненти које не носе оптерећење и малих компоненти на главне компоненте које носе оптерећење и велике интегрисане компоненте.Постоји хитна потражња за производњом великих композитних материјала високих перформанси.Због тога су развијени процеси као што су вакуумско потпомогнуто пресовање смоле (ВА-РТМ) и калуповање за пренос лаке смоле (Л-РТМ).
Процес пресовања смоле уз помоћ вакуума ВА-РТМ процес
Процес пресовања смоле уз помоћ вакуума ВА-РТМ је процесна технологија изведена из традиционалног РТМ процеса.Главни процес овог процеса је коришћење вакуум пумпи и друге опреме за усисавање унутрашњости калупа где се налази предформа влакана, тако да се смола убризгава у калуп под дејством вакуумског негативног притиска, чиме се постиже процес инфилтрације предформу од влакана, и коначно очвршћавање и формирање унутар калупа да би се добио потребан облик и запремински удео влакана делова композитног материјала.
У поређењу са традиционалном РТМ технологијом, ВА-РТМ технологија користи вакуумско пумпање унутар калупа, што може смањити притисак убризгавања унутар калупа и значајно смањити деформацију калупа и предформе од влакана, чиме се смањују захтеви за перформансе процеса за опрему и калупе. .Такође омогућава РТМ технологији да користи лакше калупе, што је корисно за смањење трошкова производње.Стога је ова технологија погоднија за производњу великих композитних делова, На пример, композитна плоча од пене за сендвич је једна од најчешће коришћених великих компоненти у ваздухопловству.
Све у свему, ВА-РТМ процес је веома погодан за припрему великих композитних компоненти за ваздухопловство високих перформанси.Међутим, овај процес је још увек полумеханизован у Кини, што резултира ниском ефикасношћу производње производа.Штавише, пројектовање параметара процеса се углавном ослања на искуство, а интелигентни дизајн још није постигнут, што отежава прецизну контролу квалитета производа.Истовремено, многе студије су истакле да се градијенти притиска лако стварају у правцу тока смоле током овог процеса, посебно када се користе вакуумске вреће, постојаће одређени степен опуштања притиска на предњој страни тока смоле, што ће утичу на инфилтрацију смоле, изазивају стварање мехурића унутар радног предмета и смањују механичка својства производа.Истовремено, неравномерна расподела притиска ће проузроковати неравномерну расподелу дебљине радног комада, утичући на квалитет изгледа коначног радног комада. Ово је такође технички изазов који технологија тек треба да реши.
Процес преношења лаке смоле Л-РТМ процес
Л-РТМ процес за пресовање лаке смоле је нови тип технологије развијен на бази традиционалне ВА-РТМ процесне технологије.Као што је приказано на слици, главна карактеристика ове процесне технологије је да доњи калуп усваја метални или други чврсти калуп, а горњи калуп усваја полукрути лагани калуп.Унутрашњост калупа је дизајнирана са двоструком заптивном структуром, а горњи калуп је фиксиран споља кроз вакуум, док унутрашњост користи вакуум за увођење смоле.Због употребе получврстог калупа у горњем калупу овог процеса и вакуумског стања унутар калупа, притисак унутар калупа и трошкови производње самог калупа су знатно смањени.Ова технологија може да производи велике композитне делове.У поређењу са традиционалним ВА-РТМ поступком, дебљина делова добијених овим процесом је уједначенија, а квалитет горње и доње површине је супериорнији.У исто време, употреба получврстих материјала у горњем калупу може се поново користити. Ова технологија избегава расипање вакуумских врећа у ВА-РТМ процесу, што је чини веома погодном за производњу композитних делова за ваздухопловство са високим захтевима за квалитет површине.
Међутим, у стварном производном процесу, и даље постоје одређене техничке потешкоће у овом процесу:
(1) Због употребе получврстих материјала у горњем калупу, недовољна крутост материјала може лако довести до колапса током процеса вакуумског фиксирања калупа, што резултира неуједначеном дебљином радног предмета и утиче на квалитет његове површине.У исто време, крутост калупа утиче и на животни век самог калупа.Како одабрати одговарајући получврсти материјал као калуп за Л-РТМ је једна од техничких потешкоћа у примени овог процеса.
(2) Због употребе вакуумског пумпања унутар калупа Л-РТМ процесне технологије, заптивање калупа игра кључну улогу у несметаном напретку процеса.Недовољно заптивање може проузроковати недовољну инфилтрацију смоле унутар радног предмета, што утиче на његове перформансе.Стога је технологија заптивања калупа једна од техничких потешкоћа у примени овог процеса.
(3) Смола која се користи у Л-РТМ процесу треба да одржава низак вискозитет током процеса пуњења како би се смањио притисак убризгавања и побољшао век трајања калупа.Развијање одговарајуће матрице смоле је једна од техничких потешкоћа у примени овог процеса.
(4) У Л-РТМ процесу, обично је потребно дизајнирати канале за проток на калупу да би се промовисао равномерни проток смоле.Ако дизајн канала протока није разуман, може изазвати дефекте као што су суве тачке и богата маст у деловима, што озбиљно утиче на коначни квалитет делова.Посебно за сложене тродимензионалне делове, како разумно дизајнирати канал протока калупа, такође је једна од техничких потешкоћа у примени овог процеса.
Време поста: 18.01.2024
