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玻璃鋼閉模成型工藝LRTM

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-06-06  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:443

近幾年來,我國手糊玻璃鋼成型工藝因質量、強度、成本、環保、清潔等綜合方面的要求,已經開始由敞開式手糊工藝過渡到閉模成型工藝。這種閉模成型工藝在國外已流行多年;近幾年,國內的玻璃鋼企業有了這個技術需求,國外的技術“配套成龍”“一涌而入”。十多年前,在國內流行的是RTM工藝,近年來,由于大型葉片和游艇制造,帶進了抽真空成型工藝;對于產品尺寸復雜,強度要求高,原來的RTM工藝輔以了抽成空,即為輕質RTM工藝,所獲得制品更輕、材料成本更低、強度更高。本文就一工藝展開探討。
  LRTM工藝是閉模成型工藝中的一種,現將閉模工藝的種類列表如下:

L-RTM成型工藝過程中,除了真空泵是必須的以外,注射設備是可選的,設備要求同RTM所用設備基本一樣。如果不采用樹脂注射設備也可以達到相同的目的,只是效率上稍有差異。L-RTM模具模腔內是0.2-0.8公斤正壓 ,因此對于產品內表面模具的剛度要求不高,主要是為了體現一個“輕”字。L-RTM用的原材料有基體樹脂、增強玻纖材料。L-RTM工藝用的樹脂可以是不飽和聚酯樹脂,也可以是乙烯基或者環氧樹脂,主要要求:

近幾年來,我國手糊玻璃鋼成型工藝因質量、強度、成本、環保、清潔等綜合方面的要求,已經開始由敞開式手糊工藝過渡到閉模成型工藝。這種閉模成型工藝在國外已流行多年;近幾年,國內的玻璃鋼企業有了這個技術需求,國外的技術“配套成龍”“一涌而入”。十多年前,在國內流行的是RTM工藝,近年來,由于大型葉片和游艇制造,帶進了抽真空成型工藝;對于產品尺寸復雜,強度要求高,原來的RTM工藝輔以了抽成空,即為輕質RTM工藝,所獲得制品更輕、材料成本更低、強度更高。本文就一工藝展開探討。
  LRTM工藝是閉模成型工藝中的一種,現將閉模工藝的種類列表如下:

L-RTM成型工藝過程中,除了真空泵是必須的以外,注射設備是可選的,設備要求同RTM所用設備基本一樣。如果不采用樹脂注射設備也可以達到相同的目的,只是效率上稍有差異。L-RTM模具模腔內是0.2-0.8公斤正壓 ,因此對于產品內表面模具的剛度要求不高,主要是為了體現一個“輕”字。L-RTM用的原材料有基體樹脂、增強玻纖材料。L-RTM工藝用的樹脂可以是不飽和聚酯樹脂,也可以是乙烯基或者環氧樹脂,主要要求:

    (1)低粘度,僅借助真空即可在增強劑堆積的高密度預成型體中流動、浸潤、浸透。(粘度指標180—300厘泊 )
    (2)適用周期長,較長的凝膠時間,較快的固化速度,這樣有利于浸透、排氣。
    (3)可在室溫下固化,樹脂工作壽命滿足結構要求。
    (4)固化時無需額外壓力,只需真空負壓。
    (5)具有良好的韌性與高于一般樹脂的彈性模量,以及抗腐蝕性。
      L-RTM的增強材料主要是玻璃纖維,其含量為45%~55%;增強材料有玻璃纖維連續氈、復合氈及方格布,復合氈的采用減輕制品重量。常州天馬和浙江聯澤的復合氈已大量使用。
      L-RTM工藝屬于半機械化的復合材料成型工藝,工人只需將設計好的干纖維或者預成型體放到模具中并合模,隨后的工藝則完全靠模具和注射系統來完成和保證,沒有任何樹脂的暴露,并因而對工人的技術和環境的要求遠遠低于手糊工藝并可有效地控制產品質量。L-RTM成型技術在國外的應用非常廣泛,很多公司都采用該技術制造大型結構制件,在船舶制造工業中應用尤為突出。另外,航天飛機艙壁、導彈的鼻錐、導彈自動瞄準頭的整流罩、雷達罩、掃雷艇、推進器、火箭發射簡等均在采用L-RTM技術成型。由于L-RTM工藝采用閉模成型工藝,也特別適宜一次成型整體的風力發電機葉片 (纖維、夾芯和接頭等可一次在模腔中共成型),而無需二次粘接。與手糊工藝生產葉片相比,不但節約了粘接工藝的各種工裝設備,而且節約了工作時間,提向了生產效率。降低了生產成本。同時由于采用了低粘度樹脂浸潤纖維以及采用加溫固化工藝,大大提高了復合材料質量和生產效率。L-RTM工藝生產較少的依賴工人的技術水平,工藝質量僅僅依賴確定好的工藝參數,產品質量易于保證,產品的廢品率低于手糊工藝。因此,目前國外的高質量復合材料風機葉片往往采用模壓、L-RTM、纏繞及預浸料/真空導流工藝制造。其中模壓工藝投資較大,適宜小尺寸風機葉片的大批量生產(>5000片/年);L-RTM工藝適宜中小尺寸風機葉片的中等批量生產(1000--3000片/年);纏繞及預浸料/真空導流工藝適宜大型風機葉片批量生產。
      除了LRTM工藝外,目前還流行一種軟模RTM工藝。軟模RTM工藝兼顧了RTM和真空導流工藝的優點,將RTM的剛性上模改成硅膠或者橡膠的軟模,其作用相當于一層真空袋膜,制品處于軟模和模具之間,密封周邊,抽真空(0.1MPa左右),在抽真空的同時將樹脂從模具的另一端由管路導入到模具中,將增強玻纖浸潤。固化后脫模。
軟模RTM成型技術的特點:
       1、可以制造兩面光的形狀結構復雜的制品;
       2、成型效率一般,適合于中等規模的玻璃鋼產品生產(1000件/年以內);
       3、增強材料可以任意方向鋪放,容易實現按制品受力狀況例題鋪放增強材料;
       4、軟模的使用壽命在10-50次左右,成本介于RTM和真空導流工藝之間目前用于船艇、汽車零部件、工程車覆蓋件和精細浮雕工藝等。
       軟模RTM成型工藝過程中,同樣不需要注射設備,只需要一臺真空泵就可以了;模具需要單面剛性模一般模腔內是負壓0.1Mpa ,所用的原材料與真空導流的材料基本一樣。
       該工藝效率介于RTM和真空導流之間,其可取之處主要在于所使用真空輔助材料的可重復利用性,以及其在施工過程中提現出來的方便性,優點一、耗材可多次重復利用,降低成本;優點二、可根據模具做成各種復雜形狀,便于鋪敷,且可有效地避免架橋和干區;優點三、韌性極好,注射過程如有干點,可大力扯動,人為制造樹脂導流路線,不用擔心真空袋被破壞。

 
關鍵詞: LRTM RTM 軟膜RTM
 
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