RTM树脂传递模塑工艺推动国内复合材料行业温控设备的进步

佚名 发表于 2020-04-10 16:03:22 收藏 已收藏
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RTM树脂传递模塑工艺推动国内复合材料行业温控设备的进步

佚名 发表于 2020-04-10 16:03:22
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树脂传递模塑(RTM)技术属于复合材料液体成型技术的范畴。RTM具有产品质量好、生产效率高、制造成本低,易于生产整体复合材料构件等突出特点,已经广泛应用于航空航天、建筑、通讯、交通、卫生、体育器材等领域。尤其在航空领域,RTM工艺凭借高减重和低成本优势,在先进飞机的承力和非承力结构中得到了广泛的应用。

树脂传递模塑(RTM)的工艺过程:首先在膜腔中铺放好与制件结构形式一致的增强材料预成型体,然后,在一定的温度、压力下,采用注射设备将低黏度的液态树脂注入闭合膜腔中,树脂在浸渍预成型体的同时,置换出膜腔中的全部气体,在模具充满模腔后,通过加热使树脂固化,然后脱模获得产品。

RTM树脂传递模塑工艺推动国内复合材料行业温控设备的进步

RTM树脂传递模塑工艺的优点

1、生产效率高:制造过程可实现机械化或自动化;能成型从小型精密到大型整体复杂的多种复合材料制件;对于带有夹芯、加筋和预埋件的大型、复杂构件,可通过一步浸渍、固化成型,代替传统成型工艺2步或多步成型的过程。

2、产品质量高:制件的表面质量、尺寸精度高,能制造具有良好表面质量、高尺寸精度的复杂部件,在大型部件的制造方面优势更为明显。

3、经济效果:RTM模具制造和材料选择灵活性强,根据不同的生产规模,设备的变化也很灵活,制品产量在1000-20000之间,采用RTM成型工艺可获得最佳生产经济效益。

4、环保:RTM成型工艺属一种闭模操作工艺,工作环境清洁,成型过程苯乙烯排放量小,有利于环保。

RTM成型工艺对原材料、生产过程工艺参数控制要求严格,要求增强材料具有良好的耐树脂流动冲刷和良好的浸润性,要求树脂黏度低,高反应活性,中温固化,固化放热峰值低,浸渍过程中黏度较小,注射完毕后能很快凝胶。一般来说,RTM成型工艺所选用模具材料应具备导热快、比热容低、热稳定性好、热膨胀系数小、加工工艺性好、质量轻、使用寿命长、成本低、使用和维护方便等优点。

RTM工艺设备主要包括模具、注射设备和固化设备3个部分,且各部分均会对整个研制生产过程具有决定性影响。

RTM成型工艺属于一种闭模操作工艺,成型中的树脂流动过程、压力和热传递过程及固化过程均发生在模具内部,成型模具的质量会直接“复制”在构件上,因此模具选材和设计是获得高质量、高精度、良好表面质量制件的前提。对于大批量或表面质量要求高的RTM制件,一般选用钢、锌铝合金或镀镍钢壳模。不同的成型方法对模具结构形式有不同的要求。

与传统的热压罐成型工艺相比,RTM成型工艺所用模具除要满足刚度和传热要求外,还对上、下模具的配合精度、模具表面质量、注射口和溢料口的设计,模具密封以及制件脱模装置等要求较高。成功的RTM成型模具应具有以下特点:结构精巧、温度场均匀、系统密封性好,合模、脱模等操作简单易行,所成型制件的内部质量和外形尺寸精度满足技术条件要求等。

对于传统的RTM工艺来说,通常采用注射设备进行树脂的注射,该设备一般包括树脂储料罐,树脂供给系统(恒压注射和恒流注射)、树脂输送管路、计量泵以及各种自动化仪表。注射设备按混合方式可分为单组分式、双组分式(加压式和泵式)和加催化剂泵式3种。产品的生产效率取决于成型设备的自动化程度,为提高注射效率,尽可能地节约树脂的用量,实现对产品的质量控制。

相对于注射,树脂的固化可以在不同的设备,比如一般在烘箱、压机、整体加热模具中进行。选择模具加热方式时,要综合考虑各加热方式的加热效率,加热系统温度均匀性,升、降温速率的可控范围,以及温度的控制精度、运行成本和环境保护等因素。对于烘箱加热来说,还要考虑烘箱的尺寸和内、外轨道的承载能力能够满足制件的需求。

随着RTM技术的发展,越来越多的复合材料企业采欧能机械智能模温机加热系统配合RTM成型生产线替代传统的大功率烘箱加注射设备的RTM工艺设备。欧能机械专注复合材料行业温控设备整体方案提供,研发有冷热切换、PLC智能控制模温机、阶段性控温模温机,满足碳纤维、玻璃钢、芳纶等复合材料成型模具控温,推动国内复合材料行业温控设备的进步。

RTM成型平台系统主要由预定型模具/模架、RTM模具/模架、模温机加热控温单元、液压系统、控制系统和RTM注射系统等部件构成。

整套自动化系统可同时实现模具加压/加热、树脂注射和固化等RTM成型工序,不仅能简化操作过程,提高生产效率、降低能耗、缩短制造周期,而且能降低RTM成型模具的设计刚度和制造成本,并可显著提高零件的成型质量。

自动化生产线按照RTM工艺将反应釜、真空设备、注射排气系统、加热系统、保压系统、模具等多种设备有机融合起来。上、下模单独移动、翻转、合模、合模翻转均采用自动化处理,整个过程动作连续,定位准备。模具加热、保压、注射均采用人机控制,操作简单。该套设备符合RTM成型工艺的要求,满足复合材料生产企业RTM生产自动化的要求。

责任编辑:gt

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