O proceso de moldaxe por transferencia de resina (RTM) é un proceso de moldeo líquido típico para materiais compostos a base de resina reforzada con fibra, que inclúe principalmente:
(1) Deseña preformas de fibra segundo a forma e os requisitos de rendemento mecánico dos compoñentes necesarios;
(2) Coloque a preforma de fibra predeseñada no molde, pecha o molde e comprime para obter a fracción de volume correspondente da preforma de fibra;
(3) Baixo un equipo de inxección especializado, inxecta resina no molde a unha determinada presión e temperatura para eliminar o aire e mergúllao na preforma de fibra;
(4) Despois de que a preforma de fibra estea completamente inmersa na resina, a reacción de curado lévase a cabo a unha determinada temperatura ata que se complete a reacción de curado e sácase o produto final.
A presión de transferencia de resina é o principal parámetro que se debe controlar no proceso RTM.Esta presión utilízase para vencer a resistencia atopada durante a inxección na cavidade do molde e a inmersión do material de reforzo.O tempo para que a resina complete a transmisión está relacionado coa presión e a temperatura do sistema, e un curto período de tempo pode mellorar a eficiencia da produción.Pero se o fluxo de resina é demasiado alto, o adhesivo non pode penetrar no material de reforzo a tempo e poden producirse accidentes debido a un aumento da presión do sistema.Polo tanto, xeralmente é necesario que o nivel de líquido de resina que entra no molde durante o proceso de transferencia non se eleve máis rápido que 25 mm/min.Monitoriza o proceso de transferencia de resina observando o porto de descarga.Normalmente suponse que o proceso de transferencia se completa cando todos os portos de observación do molde teñen un desbordamento de cola e xa non liberan burbullas, e a cantidade real de resina engadida é basicamente a mesma que a cantidade esperada de resina engadida.Polo tanto, a configuración das saídas de escape debe considerarse coidadosamente.
Selección de resinas
A selección do sistema de resina é a clave do proceso RTM.A viscosidade óptima é de 0,025-0,03Pa • s cando a resina se libera na cavidade do molde e se infiltra rapidamente nas fibras.A resina de poliéster ten unha viscosidade baixa e pódese completar mediante inxección en frío a temperatura ambiente.Non obstante, debido aos diferentes requisitos de rendemento do produto, seleccionaranse diferentes tipos de resinas e a súa viscosidade non será a mesma.Polo tanto, o tamaño da tubaxe e da cabeza de inxección deben deseñarse para satisfacer os requisitos de fluxo dos compoñentes especiais axeitados.As resinas adecuadas para o proceso RTM inclúen resina de poliéster, resina epoxi, resina fenólica, resina de poliimida, etc.
Selección de materiais de reforzo
No proceso RTM pódense seleccionar materiais de reforzo como fibra de vidro, fibra de grafito, fibra de carbono, carburo de silicio e fibra de aramida.Pódense seleccionar variedades segundo as necesidades de deseño, incluíndo fibras de corte curto, tecidos unidireccionais, tecidos de varios eixes, teceduría, tricô, materiais básicos ou preformas.
Desde a perspectiva do rendemento do produto, as pezas producidas por este proceso teñen unha fracción de volume de fibra elevada e poden deseñarse con reforzo de fibra local segundo a forma específica das pezas, o que é beneficioso para mellorar o rendemento do produto.Desde a perspectiva dos custos de produción, o 70% do custo dos compoñentes compostos procede dos custos de fabricación.Polo tanto, como reducir os custos de fabricación é unha cuestión importante que debe ser resolta con urxencia no desenvolvemento de materiais compostos.En comparación coa tecnoloxía tradicional do tanque de prensado en quente para a fabricación de materiais compostos a base de resina, o proceso RTM non require corpos de tanque caros, o que reduce moito os custos de fabricación.Ademais, as pezas fabricadas polo proceso RTM non están limitadas polo tamaño do tanque e o rango de tamaño das pezas é relativamente flexible, o que pode fabricar compoñentes compostos grandes e de alto rendemento.En xeral, o proceso RTM foi amplamente aplicado e desenvolvido rapidamente no campo da fabricación de materiais compostos, e está obrigado a converterse no proceso dominante na fabricación de materiais compostos.
Nos últimos anos, os produtos de materiais compostos na industria de fabricación aeroespacial pasaron gradualmente de compoñentes sen carga e compoñentes pequenos a compoñentes de soporte de carga principais e compoñentes integrados grandes.Hai unha demanda urxente para a fabricación de materiais compostos grandes e de alto rendemento.Por iso, desenvolvéronse procesos como o moldeo por transferencia de resina asistida ao baleiro (VA-RTM) e o moldeo por transferencia de resina lixeira (L-RTM).
Proceso de moldeo por transferencia de resina asistido ao baleiro Proceso VA-RTM
O proceso de moldeo por transferencia de resina asistida ao baleiro VA-RTM é unha tecnoloxía de proceso derivada do proceso tradicional RTM.O proceso principal deste proceso consiste en utilizar bombas de baleiro e outros equipos para aspirar o interior do molde onde se atopa a preforma de fibra, de xeito que a resina sexa inxectada no molde baixo a acción da presión negativa do baleiro, conseguindo o proceso de infiltración de a preforma de fibra e, finalmente, solidificando e formando dentro do molde para obter a forma requirida e a fracción de volume de fibra das pezas do material composto.
En comparación coa tecnoloxía RTM tradicional, a tecnoloxía VA-RTM usa o bombeo de baleiro dentro do molde, o que pode reducir a presión de inxección dentro do molde e reducir moito a deformación do molde e da preforma de fibra, reducindo así os requisitos de rendemento do proceso para equipos e moldes. .Tamén permite que a tecnoloxía RTM utilice moldes máis lixeiros, o que é beneficioso para reducir os custos de produción.Polo tanto, esta tecnoloxía é máis axeitada para fabricar grandes pezas compostas. Por exemplo, a placa composta de sándwich de escuma é un dos grandes compoñentes máis utilizados no campo aeroespacial.
En xeral, o proceso VA-RTM é moi axeitado para preparar compoñentes compostos aeroespaciais grandes e de alto rendemento.Non obstante, este proceso aínda está semimecanizado en China, o que resulta nunha baixa eficiencia de fabricación do produto.Ademais, o deseño dos parámetros do proceso depende principalmente da experiencia e aínda non se conseguiu un deseño intelixente, polo que é difícil controlar con precisión a calidade do produto.Ao mesmo tempo, moitos estudos sinalaron que os gradientes de presión se xeran facilmente na dirección do fluxo de resina durante este proceso, especialmente cando se usan bolsas de baleiro, haberá un certo grao de relaxación da presión na parte frontal do fluxo de resina, que afectan a infiltración de resina, provocan a formación de burbullas no interior da peza e reducen as propiedades mecánicas do produto.Ao mesmo tempo, a distribución desigual da presión provocará unha distribución desigual do grosor da peza, afectando a calidade do aspecto da peza final. Este tamén é un desafío técnico que a tecnoloxía aínda debe resolver.
Proceso de moldeo por transferencia de resina lixeira Proceso L-RTM
O proceso L-RTM para o moldeado por transferencia de resina lixeira é un novo tipo de tecnoloxía desenvolvida sobre a base da tecnoloxía de proceso tradicional VA-RTM.Como se mostra na figura, a principal característica desta tecnoloxía de proceso é que o molde inferior adopta un metal ou outro molde ríxido, e o molde superior adopta un molde semiríxido lixeiro.O interior do molde está deseñado cunha estrutura de selado dobre, e o molde superior fíxase externamente mediante o baleiro, mentres que o interior utiliza o baleiro para introducir resina.Debido ao uso dun molde semirríxido no molde superior deste proceso, e ao estado de baleiro dentro do molde, a presión dentro do molde e o custo de fabricación do propio molde redúcense moito.Esta tecnoloxía pode fabricar grandes pezas compostas.En comparación co proceso VA-RTM tradicional, o espesor das pezas obtidas por este proceso é máis uniforme e a calidade das superficies superior e inferior é superior.Ao mesmo tempo, pódese reutilizar o uso de materiais semirríxidos no molde superior, esta tecnoloxía evita o desperdicio de bolsas ao baleiro no proceso VA-RTM, polo que é moi axeitado para a fabricación de pezas compostas aeroespaciais con altos requisitos de calidade superficial.
Non obstante, no proceso de produción real, aínda hai certas dificultades técnicas neste proceso:
(1) Debido ao uso de materiais semirríxidos no molde superior, unha rixidez insuficiente do material pode levar facilmente a colapso durante o proceso de molde fixo ao baleiro, o que provoca un grosor irregular da peza de traballo e afecta a calidade da súa superficie.Ao mesmo tempo, a rixidez do molde tamén afecta a vida útil do propio molde.Como elixir un material semiríxido axeitado como molde para L-RTM é unha das dificultades técnicas na aplicación deste proceso.
(2) Debido ao uso de bombeo ao baleiro dentro do molde de tecnoloxía de proceso L-RTM, o selado do molde xoga un papel crucial no progreso do proceso.Un selado insuficiente pode provocar unha infiltración insuficiente de resina no interior da peza, afectando así o seu rendemento.Polo tanto, a tecnoloxía de selado de moldes é unha das dificultades técnicas na aplicación deste proceso.
(3) A resina utilizada no proceso L-RTM debe manter unha baixa viscosidade durante o proceso de recheo para reducir a presión de inxección e mellorar a vida útil do molde.Desenvolver unha matriz de resina adecuada é unha das dificultades técnicas na aplicación deste proceso.
(4) No proceso L-RTM, adoita ser necesario deseñar canles de fluxo no molde para promover un fluxo uniforme de resina.Se o deseño da canle de fluxo non é razoable, pode causar defectos como puntos secos e graxa rica nas pezas, afectando seriamente a calidade final das pezas.Especialmente para pezas tridimensionais complexas, como deseñar a canle de fluxo do molde de forma razoable tamén é unha das dificultades técnicas na aplicación deste proceso.
Hora de publicación: 18-xan-2024
