RTM成型精講PPT課件

1、目目 錄錄 RTM成型簡介 樹脂及增強材料 工藝因素 成型模具 應(yīng)用領(lǐng)域第1頁/共71頁RTMRTM成型簡介成型簡介第2頁/共71頁 RTM是先將增強織物置于模具中形成一定的形狀，再將樹脂注射進入模具、浸漬纖維并固化的一種復(fù)合材料生產(chǎn)工藝，是FRP的主要成型工藝之一。其最大特點是污染小，為閉模操作系統(tǒng)，另外在制品可設(shè)計性、可方向性增強、制品綜合性能方面優(yōu)于SMC、BMC。RTM工藝概念工藝概念第3頁/共71頁預(yù)成型坯料合模注入樹脂固化脫模RTM工藝流程第4頁/共71頁第5頁/共71頁充模過程中的熱固化效應(yīng)RTM固化反應(yīng)熱傳遞充模流動復(fù)合材料成型工藝共有第6頁/共71頁宏觀樹脂在模具內(nèi)流動，并逐

2、漸充滿整個模具樹脂潤濕纖維，并將材料中的空氣置換取代RTM是一種類似于水穿過土壤的滲透過程微觀氣泡樹脂纖維第7頁/共71頁RTM-模具準備模具準備1.檢查模具有無缺損，并用壓縮空氣把模具表面的雜志清楚干凈。注射口、排氣口設(shè)計是否合理。2.疏通進料口和排氣口是重點進料口排氣口第8頁/共71頁第9頁/共71頁上模第10頁/共71頁上模第11頁/共71頁下模第12頁/共71頁下模第13頁/共71頁RTM-膠衣準備把膠衣均與涂刷到模具內(nèi)表面，不得有透光、流掛、堆積現(xiàn)象根據(jù)當(dāng)日氣溫情況加入適量固化劑，攪拌均勻第14頁/共71頁鋪設(shè)增強材料RTM-鋪層第15頁/共71頁RTM-鋪層根據(jù)產(chǎn)品制作工藝把相應(yīng)的

3、氈、布鋪放在模具面上修掉多余的邊角料第16頁/共71頁第17頁/共71頁RTM-合模把鋪層好的下模與上模合攏并周邊密封和緊固緊固上下模第18頁/共71頁上下模完全靠螺栓鎖緊至上下定位銷完全吻合定位銷完全吻合第19頁/共71頁RTM-注射注射壓力小便于樹脂流動注射壓注射壓力小便于樹脂流動注射壓力高便于氣體的排出。力高便于氣體的排出。注射溫度和樹脂的黏度注射溫度和樹脂的黏度注射溫度低和樹脂黏度低便于樹注射溫度低和樹脂黏度低便于樹脂的流動。脂的流動。注射壓力低注射溫度可以高點注射壓力低注射溫度可以高點第20頁/共71頁RTM-固化固化過程：凝膠階段、定型階段（硬化階段）、熟化階段（完全固化階段）固化

4、控制：通過調(diào)控樹脂膠液中的固化劑含量和固化溫度來控制固化度第21頁/共71頁RTM-脫模分離上下模把產(chǎn)品與模具分離第22頁/共71頁RTM 脫模第23頁/共71頁RTM-檢驗檢查產(chǎn)品有無缺陷、模具有無損壞第24頁/共71頁第25頁/共71頁第26頁/共71頁第27頁/共71頁第28頁/共71頁第29頁/共71頁第30頁/共71頁RTMRTM的優(yōu)點的優(yōu)點無需膠衣涂層即可為構(gòu)件提供光滑表面，能制造出具有良好表面的高精度復(fù)雜制品模具制造及選材靈活性大，設(shè)備及模具投資小，產(chǎn)品只需做小的修邊制品纖維含量高，空隙率低（0.2%）產(chǎn)品鋪層過程中可加入嵌件及對局部進行加強成型過程中揮發(fā)物少，車間環(huán)境及氣味較好

5、第31頁/共71頁樹脂及增強材料樹脂及增強材料第32頁/共71頁RTM使用的材料 脫模劑：內(nèi)脫模劑、外脫模劑、混合型脫模劑 樹脂基體：UP、EP、VE等 增強材料：布、氈、預(yù)浸料、夾心材料 其他材料：聚氨酯泡沫、填料、色料等第33頁/共71頁脫模劑 通常情況下，RTM使用內(nèi)脫模劑。但樹脂基體為環(huán)氧樹脂時，需用外脫模劑。 主要脫模劑有蠟、硅及聚乙烯醇（PVA）第34頁/共71頁基體樹脂基體樹脂 室溫或工作溫度下具有低的粘度（小于1.0Pas）及一定長的適用期 樹脂對增強材料具有良好的浸潤性、匹配性、粘附性 樹脂在固化溫度下具有良好的反應(yīng)性且后處理溫度不應(yīng)過高 固化中和固化后不易發(fā)生裂紋 固化時放

6、熱少。第35頁/共71頁增強材料 增強材料的分布應(yīng)符合制品結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，要注意方向性 增強材料鋪好后，其位置和狀態(tài)固定不動，不應(yīng)因合模和注射樹脂而引起變動 對樹脂的浸潤性好 利于樹脂的流動并能經(jīng)受樹脂的沖擊第36頁/共71頁增強材料 由于在RTM成型過程中，增強材料在模具型腔中要經(jīng)過帶壓樹脂流動充模過程，會帶動或充散纖維，造成制品出現(xiàn)“沖浪”或“跑道”現(xiàn)象。因此，為保證制品質(zhì)量，RTM工藝適用于采用長纖維和連續(xù)纖維織物作為增強材料第37頁/共71頁工藝因素工藝因素第38頁/共71頁影響影響RTMRTM工藝的因素工藝的因素注膠壓力注膠速度注膠溫度模具工藝因素設(shè)備因素第39頁/共71頁模具 對模

7、 在50150KPa的注射壓力下不損壞、不變形第40頁/共71頁主入口和出口 主入口必須垂直于模具，注射時務(wù)必使樹脂垂直注入型腔中。 如果不垂直注射，則會使樹脂碰到注射口反射到型腔中，破壞樹脂在型腔內(nèi)的流動規(guī)律，又會造成型腔內(nèi)聚集大量氣泡，導(dǎo)致注射失敗。第41頁/共71頁 在制作高質(zhì)量RTM制品時，會讓出口流出一定量的樹脂以后才結(jié)束充模。 目的是改善樹脂對纖維的浸漬程度及排出微觀氣泡。即改善了纖維與樹脂的物理結(jié)合強度，又改善了制品的密實程度。 一般浪費樹脂量可達模制品重量的1/32/3。第42頁/共71頁注膠壓力注膠壓力 壓力的高低決定模具的材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計，高壓力需要高強度、高剛度和大的合

8、模力。 降壓措施：降低樹脂粘度，適當(dāng)?shù)哪＞咦⒛z口和排氣口設(shè)計；適當(dāng)?shù)睦w維排布設(shè)計；降低注膠速度第43頁/共71頁注膠速度 注膠速度取決于樹脂對纖維的潤濕性和樹脂的表面張力及粘度，受樹脂活性期、壓力設(shè)備的能力、模具剛度、制件尺寸和纖維含量制約。 人們希望獲得高的注膠速度，以提高生產(chǎn)效率，且利于氣泡的排除，但速度的提高會伴隨壓力的升高第44頁/共71頁注膠溫度 注膠溫度取決于樹脂體系的活性期和最小粘度溫度。在不至太大縮短樹脂凝膠時間的前提下，為了使樹脂在最小的壓力下使纖維獲得充足的浸潤，注膠溫度應(yīng)盡量接近最小樹脂粘度溫度。過高的溫度會縮短樹脂工作周期，過大溫度會使樹脂粘度增大，而至壓力升高，也降低

9、了樹脂浸潤性。較高的溫度會使樹脂表面張力降低，使纖維中空氣受熱上升，利于氣泡排出第45頁/共71頁成型模具成型模具第46頁/共71頁 我國手糊玻璃鋼成型工藝因質(zhì)量、強度、成本、環(huán)保、清潔等綜合方面的要求，已經(jīng)開始由敞開式手糊工藝過渡到閉模成型工藝。近幾年，該工藝在汽車配件、風(fēng)電制品、船舶游艇等相關(guān)領(lǐng)域部分企業(yè)得以應(yīng)用，部分或者全部代替了傳統(tǒng)手糊工藝。RTMRTM成型模具成型模具第47頁/共71頁模具的工裝夾具設(shè)計模具的工裝夾具設(shè)計在RTM模具中限位銷是控制產(chǎn)品的厚度和上下模吻合的工具，目前根據(jù)模具的大小和應(yīng)用范圍大概分為錐形和球形兩種錐形限位銷錐形限位銷第48頁/共71頁限位套（下摸用）限位銷

10、（上模用）第49頁/共71頁球形限位銷球形限位銷第50頁/共71頁限位套（下摸用）限位銷（上摸用）第51頁/共71頁l緊固的方式通常有兩種l1.搭扣緊固l2.螺栓緊固第52頁/共71頁搭扣緊固第53頁/共71頁螺栓緊固第54頁/共71頁上下模完全靠螺栓鎖緊至上下定位銷完全吻合定位銷完全吻合合模類型第55頁/共71頁半圓支架可以使上模360度旋轉(zhuǎn)油缸舉升上模，并限位油缸或氣缸舉升下模與上模合模第56頁/共71頁鉸鏈搭扣緊固油缸舉升上模，并限位鉸鏈鉸鏈式搭扣合模第57頁/共71頁注膠口和排氣口的位置1、中心注入、中心注入2、四周注入、四周注入四周澆注可以比中心澆注充模時間減少四周澆注可以比中心澆注

11、充模時間減少60%以上，孔隙率可以上，孔隙率可以比之降低以比之降低25%以上，同時也能提高一定的力學(xué)性能。以上，同時也能提高一定的力學(xué)性能。另外還有真空輔助和充模時間的控制。另外還有真空輔助和充模時間的控制。第58頁/共71頁密封是整個模具制作過程中較為關(guān)鍵的一步，根據(jù)產(chǎn)品大小結(jié)構(gòu)的不同大致分為以下7種方法：矩形密封、半圓形密封、蘑菇形密封、半圓形+V型兩道密封、圓形真空密封、圓形充氣密封、半圓形兩道密封。模具的密封第59頁/共71頁矩形密封第60頁/共71頁半圓形密封第61頁/共71頁圓形真空密封第62頁/共71頁半圓形+V型兩道密封第63頁/共71頁應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第64頁/共71頁RTM的應(yīng)用 高性能雷達罩：結(jié)構(gòu)均勻、致密、表面光滑、尺寸精度及準確度高。 航空工業(yè)總公司637研究所：殲-10、米格-21、殲-8戰(zhàn)斗機雷達罩。第65頁/共71頁RTM的應(yīng)用 汽車工業(yè) 豐田Blizzard車的車頂和后側(cè)部，每臺采用了37Kg的RTM成型件。 卡車的導(dǎo)風(fēng)板，擋泥板，貯物箱門等，均可采用RTM工藝制作。第66頁/共7