Kaksi RTM

Hartsinsiirtomuovaus (RTM) on tyypillinen nestemäinen muovausprosessi kuituvahvistettujen hartsipohjaisten komposiittimateriaalien suhteen. Tämän tekniikan pääprosessi on seuraava:

(1) Suunnittele kuidun esimuoto vaaditun osan muodon ja mekaanisten suorituskykyvaatimusten mukaisesti.

(2) Aseta ennalta suunniteltu kuidun esimuoto muotin sisään, sulje muotti ja aseta paine halutun tilavuusosuuden saavuttamiseksi kuidun esimuodolle.

(3) Omistetun injektiolaitteen alla hartsi injektoidaan muottiin tietyssä paineessa ja lämpötilassa ilman karkottamiseksi ja esimuodostetun kuidun rungon kosteuttamiseksi.

(4) Kun kuidun esimuoto on täysin liotettu hartsissa, tietty lämpötila levitetään kovetusreaktioon. Prosessi jatkuu, kunnes kovetusreaktio on valmis, ja sitten viimeinen osa poistetaan.

Hartsinsiirtopaine on pääparametri, jota on ohjattava RTM -prosessissa. Tätä painetta käytetään voittamaan resistenssi, joka kohdistuu muotin ontelon pistäessä ja vahvistusmateriaalin liottamisessa. Aika, joka vie hartsin siirron suorittamiseen liittyvän ajanjakson, liittyy järjestelmän paineeseen ja lämpötilaan. Lyhyempi aika voi parantaa tuotannon tehokkuutta. Jos hartsivirtaus on liian suuri, liima ei voi tunkeutua vahvistusmateriaaliin ajoissa, ja onnettomuus voi tapahtua järjestelmän paineen nousun vuoksi. Siksi yleensä vaaditaan, että hartsin nesteen pinnan nopeus, joka nousee muottiin siirtoprosessin aikana, ei saisi ylittää 25 mm/min. Hartsinsiirtoprosessia voidaan seurata tarkkailemalla poistoa. Yleensä uskotaan, että kun kaikissa muotin havaintoporteissa on liimaa ylivuoto ja enää kuplia ei pure, ja lisätyn hartsin määrä on periaatteessa yhdenmukainen odotettavissa olevan määrän kanssa, siirtoprosessi on saatettu päätökseen. Siksi poistoaukon asettamista tulisi harkita huolellisesti.

RTM-prosessissa vahvistusmateriaalit voidaan valita lasikuiduista, grafiittikuiduista, hiilikuiduista, piilarbidista ja aramidikuituista jne. Tyypit voidaan valita hienonnettuina kuiduina, yksisuuntaisina kankaina, moniakselissa kankaita, punottuja materiaaleja, neulomateriaaleja, ydinmateriaaleja tai esivalmistettuja kankaita.

Tuotteen suorituskyvyn näkökulmasta tämän prosessin tuottamilla komponenteilla on korkea kuitutilavuusosuus, ja niitä voidaan paikallisesti vahvistaa kuiduilla komponenttien erityismuodon mukaisesti, mikä edistää tuotteiden suorituskyvyn parantamista. Tuotantokustannusten näkökulmasta 70% komposiittimateriaalikomponenttien kustannuksista tulee valmistuskustannuksista. Siksi valmistuskustannusten vähentäminen on tärkeä kysymys, jota on käsiteltävä kiireellisesti komposiittimateriaalien kehittämisessä. Verrattuna hartsipohjaisten komposiittimateriaalien valmistusperinteiseen kuumapuristimeen tekniikkaan RTM-prosessi ei vaadi kalliita säiliöitä, mikä vähentää huomattavasti valmistuskustannuksia. Lisäksi säiliön koko ei rajoita RTM-prosessin tuottamia osia, ja komponenttien kokoalue on suhteellisen joustava, mikä mahdollistaa suurten ja korkean suorituskyvyn komposiittimateriaalikomponenttien valmistuksen. Kaiken kaikkiaan RTM -prosessia on käytetty laajasti ja kehitetty nopeasti komposiittimateriaalien valmistuksen alalla, ja siitä tulee varmasti hallitseva prosessi komposiittimateriaalin valmistukseen.

Viime vuosina ilmailualan valmistusteollisuudessa komposiittimateriaalituotteet ovat vähitellen siirtyneet ei-kuormittavista komponenteista ja pienistä osista pääkuormaa kantaviin komponentteihin ja suuriin integroituihin osiin. Suurten ja korkean suorituskyvyn komposiittimateriaalien valmistuksessa on kiireellinen kysyntä. Siksi on kehitetty tekniikoita, kuten tyhjiö-avustettu hartsinsiirtomuovaus (VA-RTM) ja valonkerujen siirtomuovaus (L-RTM).

Muotti on suurin ero näiden kahden prosessin välillä. RTM -investoinneissa korkean injektiopaineen vuoksi muottiin ja puristuslaitteeseen käytetään huomattava osa kustannuksista. Tämä ei sovellu tuotteille, joiden hinta on pieni. RTM -muotin käyttöikä voi saavuttaa yli 5000 kappaletta, ja tuotannon tehokkuus on korkea, joten se sopii tuotteille, joiden vuotuinen tuotanto on yli 2000 kappaletta.

LRTM: n suurin etu on sen alhaiset homeen tuotantokustannukset. Kustannukset ovat noin puolet tavanomaisesta RTM -muotista, mutta LRTM -muotin käyttöikä on alhaisempi kuin RTM -muotin, joten se sopii tuotteille, joiden vuotuinen tuotanto on noin 1000 kappaletta. LRTM-prosessin tuottamat tuotteet voivat olla suurempia kuin perinteisen RTM: n tuotteet, yleensä koripallokokoisesta tuotteesta 8 metrin pituiseen laivan runkoon (noin 25 neliömetriä). Tämä ei kuitenkaan ole tuotteen koon lopullinen raja. Tuotteiden pienempien tuotteiden pienempien vaikeuksien vaikeus on kuitujen asettaminen, kun taas yli 8 metrin tuotteilla on vaikeuksia valaisinten käsittelyssä.

Lasikuitumuotin haitta on muotin pinnan lyhyt käyttöikä. Erinomaisen muotin käyttöiän ja tuotteiden toistettavuuden ja mittatarkkuuden saamiseksi sekä LRTM- että RTM -prosessien muotissa on oltava korkealaatuiset ja tarkkoja osia. Komposiittimateriaalin muovausprosessissa lopputuotteen pintavaatimuksen kustannukset voivat saavuttaa 60% lopputuotteen hinnasta. Komposiittimateriaalimuotti voi saavuttaa 500 käyttöajan autopinnan pinnan laadun suhteen, ja sitten tarvitaan muotin pinnan käsittely. Yksi menetelmä käyttöajan lisäämiseksi on käyttää vaihdettavia muottipintoja (entistä muutettavissa olevia muotinahkoja), kuten JHM-tekniikoiden patentoitu zip RTM -teknologia, jota voidaan käyttää sekä RTM- että LRTM-prosesseihin. Käyttämällä vaihdettavia muottipintoja haavoittuvien muottipintojen korvaamiseksi, homeen käyttöikä ja laatu voidaan pidentää, ja muotin käyttöikä voi saavuttaa 8000-10 000 kertaa. Kun käytät useita vaihdettavia muottipintoja samanaikaisesti, koska liima voidaan levittää suoraan ja lämmittää vaihdettavalle muotin pinnalle muotin ulkopuolella, tuotantotehokkuus paranee huomattavasti.