复合材料成型工艺(五)轻型树脂传递模塑工艺(L-RTM)

  只要是从事树脂基复合材料这个行当的人们,对轻型树脂传递模塑工艺肯定不会陌生。轻型树脂传递模塑工艺(RTM一Light)又称为LRTM,ECO,Vacuum Molding或VARTM。是近年来发展迅速的低成本制造工艺。
  为什么LRTM会受到这么制品厂家的欢迎呢?、可以做出双面光的制品;第二、设备的投入方面比较小,传统RTM相比较,简单地说只需要真空泵和模具,不需要投入大型压机和注射系统;第三、闭模工艺可以控制树脂含量,提高产品质量。
  LRTM玻璃钢模具
  LRTM成型制作的碳纤座椅
  1、LRTM的特点
  L-RTM工艺保留了RTM工艺的对模工艺,从而几乎保留了RTM工艺的所有的优点。但其上模为半刚性的玻璃钢模,厚度一般为6一8mm,通常不需要用钢管加固,模具有一个宽约100mm的刚性周边,由双道密封带构成一个独立的密封区,只要一抽真空模具即闭合,非常方便、快捷。然后对模腔内抽真空,利用模内的负压和较低的注射压力将树脂注入模具,使树脂渗入预先铺设的增强纤维或预制件中。RTM—Light的模具费用低,而且由于模内的受压降低,其模具已和开模相近,很容易从开模工艺的模具改造过来。
  L-RTM成型工艺过程中,除了真空泵是必须的以外,注射设备是可选的,设备要求同RTM所用设备基本一样。如果不采用树脂注射设备也可以达到相同的目的,只是效率上稍有差异。L-RTM模具模腔内是0.2-0.8公斤正压 ,因此对于产品内表面模具的刚度要求不高,主要是为了体现一个“轻”字。
  L-RTM工艺是一个低成本生产技术。相比传统RTM技术,模具成本低、不需要复杂的籍紧装置或压力系统、投资小、操作简单,节约人力资本等。和开模工艺相比,它具有产品尺寸精度高,空隙率低、生产时苯乙烯的挥发量少,环境友善、材料浪费量少(树脂利用率可达95%),废品率低,生产效率高等优点。
  2、LRTM对树脂的要求
  L-RTM工艺用的树脂可以是不饱和聚酯树脂,也可以是乙烯基或者环氧树脂,主要要求:(1)低粘度,仅借助真空即可在增强剂堆积的高密度预成型体中流动、浸润、浸透。(粘  度指标180—300厘泊 );(2)适用周期长,较长的凝胶时间,较快的固化速度,这样有利于浸透、排气;(3)可在室温下固化,树脂工作寿命满足结构要求;(4)固化时无需额外压力,只需真空负压;(5)具有良好的韧性与高于一般树脂的弹性模量,以及抗腐蚀性。
  3、L-RTM成型技术的应用
  国外很多公司都采用该技术制造大型结构制件,在船舶制造工业中应用尤为突出。另外,航天飞机舱壁、导弹的鼻锥、导弹自动瞄准头的整流罩、雷达罩、扫雷艇、推进器、火箭发射简等均在采用L-RTM技术成型。由于L-RTM工艺采用闭模成型工艺,也特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片 (纤维、夹芯和接头等可一次在模腔成型),而无需二次粘接。与手糊工艺生产叶片相比,不但节约了粘接工艺的各种工装设备,而且节约了工作时间,提向了生产效率。降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺,大大提高了复合材料质量和生产效率。L-RTM工艺生产较少的依赖工人的技术水平,工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数,产品质量易于保证,产品的废品率低于手糊工艺。因此,目前国外的高质量复合材料风机叶片往往采用模压、L-RTM、缠绕及预浸料/真空导流工艺制造。其中模压工艺投资较大,适宜小尺寸风机叶片的大批量生产(>5000片/年);L-RTM工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产(1000--3000片/年);缠绕及预浸料/真空导流工艺适宜大型风机叶片批量生产。
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