了解复合材料RTM工艺、特点及装备

1、RTM工艺简述
 
树脂传递模塑(Resin Transfer Moulding ,缩写RTM)作为一种常见的复合材料制造工艺,通过将低粘度的反应性树脂泵入含有预制件或增强体的匹配模具,树脂在固化前将纤维浸湿在模具中。
 
欧洲空客采用碳纤维织物及RTM树脂制造的Airbus A380门铰链臂。每个A380上有16个门铰链臂,除了减轻重量外,它们还提供了更好的机舱隔热效果,减少了热量损失RTM在许多应用中被用于制造高质量零件。其主要特点是:a、相对大容量的自动化流程;b、净形状和高尺寸公差。RTM工艺被认为是替代手工复合材料材料工艺的一种经济高效的方法,传统上被航空工业广泛用来制造初级和二级结构部件。
 
法国空客(Nantes)制造的空客A380副翼翼梁,使用编织碳纤维和RTM树脂加工而成2、RTM工艺优缺点分析

2.1 优点分析
 
■树脂和增强材料分开:
 
干纤维结构更易于处理和悬垂
 
可实现厚而复杂的形状
 
粘合剂有助于处理干增强和铺层
 
■将嵌件整合到预制件中;
 
■高性能的精密成型零件:
 
尺寸公差小
 
各方面的表面质量良好
 
机械性能可与高压釜的零件媲美
 
■空隙率<1%;
 
■减少步骤并降低成本:
 
无需装袋
 
处理所用树脂少
 
修剪和精整工序
 
较短的固化周期且可低压操作(通常小于7 bar)
 
■工序可以自动化:
 
生产率高
 
废料少
 
2.2 局限性分析
 
■大型零件加工比较昂贵;
 
■只有低粘度树脂适合RTM(0.1至1 Pa.s);
 
■生产率低、成本效益不高;
 
■工具密封不当会导致树脂泄漏;
 
■与新一代的预浸料相比,除增韧的增强材料,一般韧性低。
 
3、RTM工艺流程
 
大多数RTM工艺流程包括以下步骤:
 
3.1、预成型:
 
对干态增强材料进行加工以获得具有终几何形状的预成型件,其目的是便于操作并防止在注射过程中织物打滑。
 
3.2、成型:
 
先对装有预成型坯的模具抽真空达到完全真空状态,然后将树脂注入模具中,注射过程中,树脂填充模具型腔并完全浸渍预成型坯。
 
3.3、固化:
 
加热模具,激活树脂的聚合/固化机制。
 
3.4、脱模:
 
固化完成,零件在冷却时具有足够的强度脱模。
 
RTM工艺主要流程图
 
4、RTM主要工艺设备
 
RTM工艺设备主要包括:
 
注射、加热和冷却系统;
 
平衡、真空泵和模具。
 
RTM工艺主要装置