Vaigu ülekandevormimise (RTM) protsess on tüüpiline vedelvormimisprotsess kiududega tugevdatud vaigupõhiste komposiitmaterjalide jaoks, mis hõlmab peamiselt:
(1) Kujundage kiudtoorikud vastavalt nõutavate komponentide kuju ja mehaanilise jõudluse nõuetele;
(2) Asetage eelnevalt kavandatud kiust toorik vormi, sulgege vorm ja suruge see kokku, et saada kiu tooriku vastav mahuosa;
(3) Spetsiaalsete süstimisseadmete abil süstige vaiku vormi teatud rõhul ja temperatuuril, et eemaldada õhk ja kasta see kiudude toorikusse;
(4) Pärast seda, kui kiudude toorik on täielikult vaiku kastetud, viiakse kõvendusreaktsioon läbi teatud temperatuuril kuni kõvenemisreaktsiooni lõppemiseni ja lõpptoode eemaldatakse.
Vaigu ülekanderõhk on peamine parameeter, mida tuleks RTM-i protsessis kontrollida.Seda survet kasutatakse vormiõõnde süstimisel ja tugevdusmaterjali sukeldamisel tekkiva takistuse ületamiseks.Vaigu edastamise lõpuleviimiseks kuluv aeg on seotud süsteemi rõhu ja temperatuuriga ning lühike aeg võib parandada tootmise efektiivsust.Kuid kui vaigu voolukiirus on liiga suur, ei suuda liim õigel ajal armeerimismaterjali tungida ja süsteemi rõhu suurenemise tõttu võivad tekkida õnnetused.Seetõttu nõutakse üldiselt, et ülekandeprotsessi ajal vormi siseneva vaigu vedeliku tase ei tõuseks kiiremini kui 25 mm/min.Jälgige vaigu ülekandeprotsessi, jälgides tühjendusava.Tavaliselt eeldatakse, et ülekandeprotsess on lõpule viidud, kui kõikides vormi vaatlusportides on liimi ülevool ja need ei vabasta enam mullid ning tegelik lisatud vaigu kogus on põhimõtteliselt sama, mis eeldatav lisatava vaigu kogus.Seetõttu tuleks heitgaaside väljalaskeavade seadistamist hoolikalt kaaluda.
Vaigu valik
Vaigusüsteemi valik on RTM-i protsessi võti.Optimaalne viskoossus on 0,025-0,03 Pa • s, kui vaik vabaneb vormiõõnsusse ja imbub kiiresti kiududesse.Polüestervaigul on madal viskoossus ja seda saab lõpetada toatemperatuuril külmsüstiga.Kuid toote erinevate toimivusnõuete tõttu valitakse erinevat tüüpi vaigud ja nende viskoossus ei ole sama.Seetõttu tuleks torujuhtme ja sissepritsepea suurus kavandada nii, et see vastaks sobivate erikomponentide voolunõuetele.RTM-protsessi jaoks sobivad vaigud hõlmavad polüestervaiku, epoksüvaiku, fenoolvaiku, polüimiidvaiku jne.
Tugevdusmaterjalide valik
RTM-protsessis saab valida tugevdavaid materjale, nagu klaaskiud, grafiitkiud, süsinikkiud, ränikarbiid ja aramiidkiud.Sorte saab valida vastavalt disainivajadustele, sealhulgas lühikese lõikega kiud, ühesuunalised kangad, mitmeteljelised kangad, kudumine, kudumine, südamiku materjalid või eelvormid.
Toote toimivuse seisukohast on selle protsessi käigus toodetud osadel suur kiu mahuosa ja neid saab vastavalt osade konkreetsele kujule kujundada kohaliku kiudude tugevdamisega, mis on kasulik toote toimivuse parandamiseks.Tootmiskulude vaatenurgast moodustavad 70% komposiitkomponentide maksumusest tootmiskulud.Seetõttu on tootmiskulude vähendamine komposiitmaterjalide arendamisel oluline küsimus, mis tuleb kiiresti lahendada.Võrreldes traditsioonilise kuumpressimispaagi tehnoloogiaga vaigupõhiste komposiitmaterjalide tootmiseks, ei vaja RTM-protsess kalleid paagi korpuseid, mis vähendab oluliselt tootmiskulusid.Veelgi enam, RTM-protsessis toodetud osad ei ole piiratud paagi suurusega ning osade suurusvahemik on suhteliselt paindlik, mis võimaldab valmistada suuri ja suure jõudlusega komposiitkomponente.Üldiselt on RTM-i protsessi komposiitmaterjalide tootmise valdkonnas laialdaselt rakendatud ja kiiresti arendatud ning sellest on kindlasti saanud komposiitmaterjalide valmistamise domineeriv protsess.
Viimastel aastatel on komposiitmaterjalide tooted lennundus- ja kosmosetööstuses järk-järgult nihkunud mittekandvatelt komponentidelt ja väikestelt komponentidelt peamistele kandekomponentidele ja suurtele integreeritud komponentidele.Suurte ja suure jõudlusega komposiitmaterjalide tootmise järele on suur nõudlus.Seetõttu on välja töötatud sellised protsessid nagu vaakum-abiga vaigu ülekandevormimine (VA-RTM) ja kerge vaigu ülekandevormimine (L-RTM).
Vaakum-abiga vaigu ülekandevormimisprotsess VA-RTM protsess
Vaigu vaakumülekandega vormimisprotsess VA-RTM on traditsioonilisest RTM-i protsessist tuletatud protsessitehnoloogia.Selle protsessi põhiprotsess on vaakumpumpade ja muude seadmete kasutamine vormi sisemuse, kus asub kiudude eelvorm, imemiseks, nii et vaik süstitakse vormi vaakumi alarõhu mõjul, saavutades infiltratsiooniprotsessi. kiudude eelvorm ja lõpuks tahkumine ja vormimine vormi sees, et saada komposiitmaterjali osadele vajalik kuju ja kiu mahuosa.
Võrreldes traditsioonilise RTM-tehnoloogiaga, kasutab VA-RTM-tehnoloogia vormi sees vaakumpumpamist, mis võib vähendada sissepritserõhku vormi sees ja oluliselt vähendada vormi ja kiudude tooriku deformatsiooni, vähendades seeläbi seadmete ja vormide protsessi jõudlusnõudeid. .Samuti võimaldab see RTM-tehnoloogial kasutada kergemaid vorme, mis on kasulik tootmiskulude vähendamiseks.Seetõttu sobib see tehnoloogia rohkem suurte komposiitdetailide valmistamiseks. Näiteks vahtplastist võileibkomposiitplaat on üks kosmosevaldkonnas sagedamini kasutatavaid suuri komponente.
Üldiselt sobib VA-RTM protsess väga hästi suurte ja suure jõudlusega kosmosekomposiitkomponentide valmistamiseks.Kuid see protsess on Hiinas endiselt poolmehhaniseeritud, mille tulemuseks on madal toote valmistamise efektiivsus.Veelgi enam, protsessiparameetrite kujundamine tugineb enamasti kogemustele ja intelligentset disaini pole veel saavutatud, mistõttu on toote kvaliteedi täpset kontrollimist raske kontrollida.Samal ajal on paljud uuringud osutanud, et selle protsessi käigus tekivad vaiguvoolu suunas kergesti rõhugradiendid, eriti vaakumkottide kasutamisel toimub vaiguvoolu esiosas teatav rõhu lõdvenemine, mis mõjutada vaigu imbumist, põhjustada mullide teket töödeldava detaili sees ja vähendada toote mehaanilisi omadusi.Samal ajal põhjustab ebaühtlane rõhujaotus tooriku ebaühtlase paksuse jaotuse, mis mõjutab lõpliku tooriku välimuse kvaliteeti. See on ka tehniline väljakutse, mida tehnoloogia peab veel lahendama.
Kerge vaigu ülekandevormimisprotsess L-RTM protsess
Kergekaalulise vaigu ülekandevormimise L-RTM protsess on uut tüüpi tehnoloogia, mis on välja töötatud traditsioonilise VA-RTM protsessitehnoloogia alusel.Nagu on näidatud joonisel, on selle protsessitehnoloogia peamine omadus see, et alumine vorm kasutab metallist või muud jäika vormi ja ülemine pooljäik kerge vorm.Vormi sisemus on kujundatud kahekordse tihendusstruktuuriga ja ülemine vorm on väliselt kinnitatud vaakumiga, sisemuses aga kasutatakse vaigu sisestamiseks vaakumit.Tänu pooljäika vormi kasutamisele selle protsessi ülemises vormis ja vaakumolekus vormi sees väheneb rõhk vormi sees ja vormi enda tootmiskulud oluliselt.Selle tehnoloogia abil saab valmistada suuri komposiitosi.Võrreldes traditsioonilise VA-RTM protsessiga on selle protsessiga saadud osade paksus ühtlasem ning ülemise ja alumise pinna kvaliteet parem.Samal ajal saab pooljäikade materjalide kasutamist ülemises vormis uuesti kasutada. See tehnoloogia väldib vaakumkottide raiskamist VA-RTM-i protsessis, muutes selle väga sobivaks kõrgete pinnakvaliteedinõuetega lennunduskomposiitdetailide tootmiseks.
Tegelikus tootmisprotsessis esineb siiski teatud tehnilisi raskusi:
(1) Kuna ülemises vormis kasutatakse pooljäikaid materjale, võib materjali ebapiisav jäikus vaakumiga fikseeritud vormiprotsessi ajal kergesti kokku kukkuda, mille tulemuseks on tooriku ebaühtlane paksus ja see mõjutab selle pinna kvaliteeti.Samas mõjutab vormi jäikus ka vormi enda eluiga.Selle protsessi rakendamisel on üks tehnilisi raskusi, kuidas valida L-RTM-i vormiks sobiv pooljäik materjal.
(2) Kuna L-RTM protsessitehnoloogia vormi sees kasutatakse vaakumpumpamist, on vormi tihendamine protsessi sujuvas edenemises ülioluline.Ebapiisav tihendus võib põhjustada ebapiisava vaigu imbumise tooriku sees, mõjutades seeläbi selle jõudlust.Seetõttu on hallituse sulgemise tehnoloogia üks tehnilisi raskusi selle protsessi rakendamisel.
(3) L-RTM protsessis kasutatav vaik peaks täitmisprotsessi ajal säilitama madala viskoossuse, et vähendada süstimisrõhku ja pikendada vormi kasutusiga.Sobiva vaigumaatriksi väljatöötamine on üks tehnilisi raskusi selle protsessi rakendamisel.
(4) L-RTM protsessis on vaigu ühtlase voolu soodustamiseks tavaliselt vaja vormile kujundada voolukanalid.Kui voolukanali konstruktsioon ei ole mõistlik, võib see põhjustada defekte, nagu kuivad laigud ja osades rikkalik rasv, mis kahjustab tõsiselt osade lõplikku kvaliteeti.Eriti keeruliste kolmemõõtmeliste osade puhul on selle protsessi rakendamisel üks tehnilisi raskusi ka vormi voolukanali mõistlik kujundamine.
Postitusaeg: 18. jaanuar 2024
