【讲堂】复合材料工艺详解之树脂传递模塑成型(RTM)(手糊类)

树脂传递模塑成型(RTM)(手糊类)

RTM工艺:将液态热固性树脂(通常为不饱和聚酯树脂)及固化剂,由计量设备分别从储桶内抽出,经静态混合器混合均匀,注入事先铺有玻纤增强材料的密封模内,经固化、脱模、后加工而成制品。

1.工艺过程:

1.1 原材料准备:不饱和聚酯树脂和玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布;

1.2 填料:填料对RTM工艺很重要,它不仅能降低成本,改善性能,而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%~40%。

1.3 成型设备:

①树脂压注机

由树脂泵、注射枪组成。树脂泵是一组活塞式往复泵,最上端是一个空气动力泵。当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时,树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器,侧向杠杆使催化剂泵运动,将催化剂定量地抽至贮存器。压缩空气充入两个贮存器,产生与泵压力相反的缓冲力,保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。注射枪口后有一个静态紊流混合器,可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀,然后经枪口注入模具,混合器后面设计有清洗剂入口,它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联,当机器使用完后,打开开关,溶剂自动喷出,将注射枪清洗干净;

②模具

RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。玻璃钢模具容易制造,价格较低,聚酯玻璃钢模具可使用2000次,环氧玻璃钢模具可使用4000次。表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。金属模具在RTM工艺中很少使用,一般来讲,RTM的模具费仅为SMC的2%~16%。

2.RTM成型选材注意:

①树脂系统

粘度低:250Pa·s-300Pa·s为最佳;

固化放热峰低:一般为80℃-140℃;

固化时间短:一般凝胶时间控制在5min-30min之间,固化时间为凝胶时间的2倍。

通用型不饱和聚酯树脂是RTM工艺中使用最广泛的树脂系统。环氧多数用于航空制品中,但其价格较高;乙烯基树脂介于聚酯和环氧之间,价格适中;其他的树脂系统,如丙烯酸树脂系统和甲基丙烯酸甲酯乙烯基树脂系统是新的树脂系统,很适合RTM工艺。

②增强材料

铺覆性好;

质量均匀性好;

容积压缩系数要大;

耐冲刷性好;

对树脂流动阻力小,机械强度高等。

连续纤维毡是目前RTM中应用最广泛的增强材料。混合使用连续纤维毡和短切纤维毡,尤其是以短切纤维毡/连续纤维毡/短切纤维毡的排列方式可使纤维的含量提高。无捻粗纱布变形性和浸透性较差,一般不单独使用。

3.RTM成型工艺流程图

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