(文章來源:南京歐能模溫機廠家)
樹脂傳遞模塑(RTM)技術屬于復合材料液體成型技術的范疇。RTM具有產品質量好、生產效率高、制造成本低,易于生產整體復合材料構件等突出特點,已經廣泛應用于航空航天、建筑、通訊、交通、衛生、體育器材等領域。尤其在航空領域,RTM工藝憑借高減重和低成本優勢,在先進飛機的承力和非承力結構中得到了廣泛的應用。
樹脂傳遞模塑(RTM)的工藝過程:首先在膜腔中鋪放好與制件結構形式一致的增強材料預成型體,然后,在一定的溫度、壓力下,采用注射設備將低黏度的液態樹脂注入閉合膜腔中,樹脂在浸漬預成型體的同時,置換出膜腔中的全部氣體,在模具充滿模腔后,通過加熱使樹脂固化,然后脫模獲得產品。
生產效率高:制造過程可實現機械化或自動化;能成型從小型精密到大型整體復雜的多種復合材料制件;對于帶有夾芯、加筋和預埋件的大型、復雜構件,可通過一步浸漬、固化成型,代替傳統成型工藝2步或多步成型的過程。
產品質量高:制件的表面質量、尺寸精度高,能制造具有良好表面質量、高尺寸精度的復雜部件,在大型部件的制造方面優勢更為明顯。經濟效果:RTM模具制造和材料選擇靈活性強,根據不同的生產規模,設備的變化也很靈活,制品產量在1000-20000之間,采用RTM成型工藝可獲得最佳生產經濟效益。
環保:RTM成型工藝屬一種閉模操作工藝,工作環境清潔,成型過程苯乙烯排放量小,有利于環保。
RTM成型工藝對原材料、生產過程工藝參數控制要求嚴格,要求增強材料具有良好的耐樹脂流動沖刷和良好的浸潤性,要求樹脂黏度低,高反應活性,中溫固化,固化放熱峰值低,浸漬過程中黏度較小,注射完畢后能很快凝膠。一般來說,RTM成型工藝所選用模具材料應具備導熱快、比熱容低、熱穩定性好、熱膨脹系數小、加工工藝性好、質量輕、使用壽命長、成本低、使用和維護方便等優點。
RTM工藝設備主要包括模具、注射設備和固化設備3個部分,且各部分均會對整個研制生產過程具有決定性影響。
RTM成型工藝屬于一種閉模操作工藝,成型中的樹脂流動過程、壓力和熱傳遞過程及固化過程均發生在模具內部,成型模具的質量會直接“復制”在構件上,因此模具選材和設計是獲得高質量、高精度、良好表面質量制件的前提。對于大批量或表面質量要求高的RTM制件,一般選用鋼、鋅鋁合金或鍍鎳鋼殼模。不同的成型方法對模具結構形式有不同的要求。
與傳統的熱壓罐成型工藝相比,RTM成型工藝所用模具除要滿足剛度和傳熱要求外,還對上、下模具的配合精度、模具表面質量、注射口和溢料口的設計,模具密封以及制件脫模裝置等要求較高。成功的RTM成型模具應具有以下特點:結構精巧、溫度場均勻、系統密封性好,合模、脫模等操作簡單易行,所成型制件的內部質量和外形尺寸精度滿足技術條件要求等。
對于傳統的RTM工藝來說,通常采用注射設備進行樹脂的注射,該設備一般包括樹脂儲料罐,樹脂供給系統(恒壓注射和恒流注射)、樹脂輸送管路、計量泵以及各種自動化儀表。注射設備按混合方式可分為單組分式、雙組分式(加壓式和泵式)和加催化劑泵式3種。產品的生產效率取決于成型設備的自動化程度,為提高注射效率,盡可能地節約樹脂的用量,實現對產品的質量控制。
相對于注射,樹脂的固化可以在不同的設備,比如一般在烘箱、壓機、整體加熱模具中進行。選擇模具加熱方式時,要綜合考慮各加熱方式的加熱效率,加熱系統溫度均勻性,升、降溫速率的可控范圍,以及溫度的控制精度、運行成本和環境保護等因素。對于烘箱加熱來說,還要考慮烘箱的尺寸和內、外軌道的承載能力能夠滿足制件的需求。
隨著RTM技術的發展,越來越多的復合材料企業采歐能機械智能模溫機加熱系統配合RTM成型生產線替代傳統的大功率烘箱加注射設備的RTM工藝設備。歐能機械專注復合材料行業溫控設備整體方案提供,研發有冷熱切換、PLC智能控制模溫機、階段性控溫模溫機,滿足碳纖維、玻璃鋼、芳綸等復合材料成型模具控溫,推動國內復合材料行業溫控設備的進步。
RTM成型平臺系統主要由預定型模具/模架、RTM模具/模架、模溫機加熱控溫單元、液壓系統、控制系統和RTM注射系統等部件構成。整套自動化系統可同時實現模具加壓/加熱、樹脂注射和固化等RTM成型工序,不僅能簡化操作過程,提高生產效率、降低能耗、縮短制造周期,而且能降低RTM成型模具的設計剛度和制造成本,并可顯著提高零件的成型質量。
自動化生產線按照RTM工藝將反應釜、真空設備、注射排氣系統、加熱系統、保壓系統、模具等多種設備有機融合起來。上、下模單獨移動、翻轉、合模、合模翻轉均采用自動化處理,整個過程動作連續,定位準備。模具加熱、保壓、注射均采用人機控制,操作簡單。該套設備符合RTM成型工藝的要求,滿足復合材料生產企業RTM生產自動化的要求。
(責任編輯:fqj)
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