輕型樹脂傳遞模塑工藝(l-rtm)

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1、輕型樹脂傳遞模塑工藝(L-RTM)輕型樹脂傳遞模塑工藝(L-RTM)—種迅速發(fā)展的低成本制造技術1.L-RTM工藝介紹傳統(tǒng)的RTM工藝，由于是閉模工藝，具有減少揮發(fā)性有機物(VOC)排放(可達SPPm以下)、擴大可用原材料范圍、降低用工、環(huán)境友善以及可得到兩面光潔的產(chǎn)品等優(yōu)點。但是在RTM工藝中，樹脂的注入是在較高的壓力和流速下進行的，因此我們要使模具的結構強度和剛度大到足夠在注射壓力下不破壞、不變形。通常采用帶鋼管支撐的夾芯復合材料，或用數(shù)控機床加工的鋁?；蜾撃?，這使制造費用增大，只有對產(chǎn)量足夠大的產(chǎn)品，才能抵消模具費用。此外為了閉合模具，要使周邊有足夠的箝緊能力或使用閉合模具的壓

2、力系統(tǒng)。上述因素都限制了RTM工藝在大產(chǎn)品上的應用，否則模具會變得很重．而且投資也會很大。輕型樹脂傳遞模塑工藝(RTM一Light)又稱為LRTM，ECO，VacuumMolding或VARTM。是近年來發(fā)展迅速的低成本制造工藝，目前在船艦、汽車、工業(yè)和醫(yī)用復合材料領域中應用已有超過RTM工藝的趨勢。RTM一Light工藝保留了RTM工藝的對模工藝，從而幾乎保留了RTM工藝的所有的優(yōu)點。但其上模為半剛性的玻璃鋼模，厚度一般為6一8mm，通常不需要用鋼管加固，模具有一個寬約100mm的剛性周邊，由雙道密封帶構成一個獨立的密封區(qū)，只要一抽真空模具即閉合，非常方便、快捷。然后對模腔內(nèi)抽真空

3、，利用模內(nèi)的負壓和較低的注射壓力將樹脂注入模具，使樹脂滲入預先鋪設的增強纖維或預制件中。RTM—Light的模具費用低，而且由于模內(nèi)的受壓降低，其模具已和開模相近，很容易從開模工藝的模具改造過來。RTM一Light的主要設備包括樹脂注入裝置、模具、抽真空裝置和其它輔助工具等。2輕型RTM和常規(guī)RTM比較(1)模具模具是這兩種工藝的最大差別，在RTM投資中，由于注射壓力大，相當部分的成本花在模具和夾緊裝置上。這樣對于產(chǎn)量少的產(chǎn)品在價格上是不適合的。RTM工藝模具使用壽命可達5000件以上，生產(chǎn)效率高，適合年產(chǎn)2000件以上的產(chǎn)品。RTM一Light的最大優(yōu)勢在于其模具生產(chǎn)成本的低廉性，

4、費用大概只有常規(guī)RTM模具的一半，但模具使用壽命也低于RTM模具，適合年產(chǎn)1000件左右的產(chǎn)品。RTM一Light工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸可以比傳統(tǒng)RTM大，通常產(chǎn)品小到相當于一個藍球帽，大到長8m的船體(約25m2)，但這不是尺寸的最終限制。產(chǎn)品尺寸小于藍球帽的難度是鋪加纖維，而產(chǎn)品大于8m,在如何處理上模上有難度。玻璃鋼模具的缺點是模具表面的使用壽命短。為了得到優(yōu)良的模具壽命和產(chǎn)品的重復性和尺寸精度，RTM-Light和RTM工藝的模具都必須高質(zhì)量和具有精確的截面。在復合材料模壓工藝中，最終產(chǎn)品的表面要求的成本可達到最終產(chǎn)品價格的60%。復合材料模具能達到汽車表面質(zhì)量的使用次數(shù)為50

5、0次，然后要進行模具的表面處理。增加壽命的一個方法是使用可更換模具面(ex-changeablemoldskins)，如JHmTechnologies公司的專利ZIPRTM技術，可用于RTM和RTM一Light工藝。通過使用可更換模具面來替代易損的模具表面，從而延長模具壽命和提高模具質(zhì)量，模具使用壽命可達到8000一10000次。當同時使用幾個可更換模具面時，由于可以在模具外的可更換模具面上直接上膠衣并加熱，從而大大提高了生產(chǎn)效率。(2)注射壓力、流量和設備RTM工藝的注射壓力一般在0.1一0.4MPa,而RTM一Light工藝的注射壓力一般不超過.1MPa，通常在0.03-0.07

6、MPa。樹脂注射速率隨多種因素影響，如樹脂粘度，部件尺寸，纖維類型和鋪層結構等，通常的注射速率為1.3一2升／分。為防止模具變形或沖開上模(尤其是在注射口位置)，這就要求對壓力有一個較為嚴格的控制。用于RTM一Light工藝的注射設備一般都帶有壓力反饋裝置，對壓力作閉環(huán)控制。也可以在RTM標準設備線上設計一個簡單的氣壓控制(VMPC模具保護)系統(tǒng)和一個和VMPC配合用的POD電子閉環(huán)系統(tǒng)，就可以在不導致模具變形和破壞的情況下，利用原生產(chǎn)設備得到最佳的生產(chǎn)率。設備研究也在向低價化和多用途化發(fā)展，Plastech的SSB注射設備，采用專利的活塞改造精密計量泵，其催化劑最低配比可達0.5%

7、，配合工業(yè)用MPG(Mouldpressureguard)，可由機器自行控制泵速，在12一15秒，可浸漬1m2增強材料，浸潤速度可精確控制。駭設備配置其它選項，還可用于手糊工藝的配膠和刷膠等。(3)生產(chǎn)效率和成本RTM一Light工藝是一個低成本生產(chǎn)技術。相比傳統(tǒng)RTM技術，模具成本低、不需要復雜的籍緊裝置或壓力系統(tǒng)、投資小、操作簡單，節(jié)約人力資本等。和開模工藝相比，它具有產(chǎn)品尺寸精度高，空隙率低、生產(chǎn)時苯乙烯的揮發(fā)量少，環(huán)境友善、材料浪費量少(樹脂利用率