Sveķu pārneses formēšanas (RTM) process ir tipisks šķidrās liešanas process uz šķiedru pastiprinātiem sveķiem balstītiem kompozītmateriāliem, kas galvenokārt ietver:
(1) Projektēt šķiedru sagataves atbilstoši nepieciešamo sastāvdaļu formai un mehāniskās veiktspējas prasībām;
(2) Ielieciet iepriekš izstrādāto šķiedras sagatavi veidnē, aizveriet veidni un saspiediet to, lai iegūtu atbilstošo šķiedras sagataves tilpuma daļu;
(3) Izmantojot specializētu iesmidzināšanas aprīkojumu, ievadiet sveķus veidnē ar noteiktu spiedienu un temperatūru, lai izvadītu gaisu un iegremdētu to šķiedru sagatavē;
(4) Pēc tam, kad šķiedras sagatave ir pilnībā iegremdēta sveķos, sacietēšanas reakcija tiek veikta noteiktā temperatūrā, līdz tiek pabeigta cietēšanas reakcija, un gala produkts tiek izņemts.
Sveķu pārneses spiediens ir galvenais parametrs, kas jākontrolē RTM procesā.Šo spiedienu izmanto, lai pārvarētu pretestību, kas rodas, iesmidzinot veidnes dobumā un iegremdējot pastiprinošo materiālu.Laiks, kurā sveķi ir jāpabeidz, ir saistīts ar sistēmas spiedienu un temperatūru, un īss laiks var uzlabot ražošanas efektivitāti.Bet, ja sveķu plūsmas ātrums ir pārāk liels, līme nevar savlaicīgi iekļūt pastiprinošajā materiālā, un sistēmas spiediena palielināšanās dēļ var notikt negadījumi.Tāpēc parasti tiek prasīts, lai sveķu šķidruma līmenis, kas pārvietošanas procesā nonāk veidnē, nedrīkstētu paaugstināties ātrāk par 25 mm/min.Pārraugiet sveķu pārnešanas procesu, novērojot izplūdes atveri.Parasti tiek pieņemts, ka pārvietošanas process ir pabeigts, kad visos veidnes novērošanas portos ir pārpildīta līme un vairs neizdalās burbuļi, un faktiskais pievienoto sveķu daudzums būtībā ir tāds pats kā paredzamais pievienoto sveķu daudzums.Tāpēc rūpīgi jāapsver izplūdes atveru iestatīšana.
Sveķu izvēle
Sveķu sistēmas izvēle ir RTM procesa atslēga.Optimālā viskozitāte ir 0,025-0,03 Pa • s, kad sveķi tiek izlaisti veidnes dobumā un ātri iesūcas šķiedrās.Poliestera sveķiem ir zema viskozitāte, un to var pabeigt ar aukstu injekciju istabas temperatūrā.Tomēr, ņemot vērā produkta atšķirīgās veiktspējas prasības, tiks izvēlēti dažādi sveķu veidi, un to viskozitāte nebūs vienāda.Tāpēc cauruļvada un iesmidzināšanas galvas izmērs ir jāprojektē tā, lai tas atbilstu piemērotu īpašo komponentu plūsmas prasībām.RTM procesam piemērotie sveķi ir poliestera sveķi, epoksīdsveķi, fenola sveķi, poliimīda sveķi utt.
Armatūras materiālu izvēle
RTM procesā var izvēlēties pastiprinošus materiālus, piemēram, stikla šķiedru, grafīta šķiedru, oglekļa šķiedru, silīcija karbīdu un aramīda šķiedru.Šķirnes var izvēlēties atbilstoši dizaina vajadzībām, tostarp saīsinātas šķiedras, vienvirziena audumi, vairāku asu audumi, aušana, adīšana, serdes materiāli vai sagataves.
No izstrādājuma veiktspējas viedokļa šajā procesā ražotajām detaļām ir liela šķiedru tilpuma daļa, un tās var konstruēt ar lokālu šķiedru pastiprinājumu atbilstoši detaļu īpašajai formai, kas ir labvēlīga produkta veiktspējas uzlabošanai.No ražošanas izmaksu viedokļa 70% no kompozītmateriālu izmaksām veido ražošanas izmaksas.Tāpēc ražošanas izmaksu samazināšana ir svarīgs jautājums, kas steidzami jāatrisina kompozītmateriālu izstrādē.Salīdzinājumā ar tradicionālo karstās presēšanas tvertnes tehnoloģiju sveķu bāzes kompozītmateriālu ražošanai, RTM procesam nav nepieciešami dārgi tvertnes korpusi, ievērojami samazinot ražošanas izmaksas.Turklāt RTM procesā ražotās detaļas neierobežo tvertnes izmērs, un detaļu izmēru diapazons ir salīdzinoši elastīgs, kas var ražot lielas un augstas veiktspējas kompozītmateriālu sastāvdaļas.Kopumā RTM process ir plaši pielietots un strauji attīstīts kompozītmateriālu ražošanas jomā, un tam noteikti jākļūst par dominējošo procesu kompozītmateriālu ražošanā.
Pēdējos gados kompozītmateriālu izstrādājumi aviācijas un kosmosa ražošanas nozarē ir pakāpeniski pārgājuši no nenesošiem komponentiem un maziem komponentiem uz galvenajiem nesošajiem komponentiem un lielām integrētām sastāvdaļām.Steidzami ir pieprasījums pēc lielu un augstas veiktspējas kompozītmateriālu ražošanas.Tāpēc ir izstrādāti tādi procesi kā vakuuma sveķu pārnešanas formēšana (VA-RTM) un vieglā sveķu pārneses formēšana (L-RTM).
Vakuuma sveķu pārneses formēšanas process VA-RTM process
Vakuuma sveķu pārneses formēšanas process VA-RTM ir procesa tehnoloģija, kas iegūta no tradicionālā RTM procesa.Šī procesa galvenais process ir izmantot vakuumsūkņus un citas iekārtas, lai izsūktu veidnes iekšpusi, kur atrodas šķiedras sagatave, lai sveķi tiktu ievadīti veidnē vakuuma negatīvā spiediena ietekmē, panākot infiltrācijas procesu. šķiedru sagatave, un visbeidzot sacietēšana un veidošanās veidnes iekšpusē, lai iegūtu nepieciešamo kompozītmateriāla daļu formu un šķiedru tilpuma daļu.
Salīdzinot ar tradicionālo RTM tehnoloģiju, VA-RTM tehnoloģija izmanto vakuuma sūknēšanu veidnes iekšpusē, kas var samazināt iesmidzināšanas spiedienu veidnē un ievērojami samazināt veidnes un šķiedras sagataves deformāciju, tādējādi samazinot procesa veiktspējas prasības iekārtām un veidnēm. .Tas arī ļauj RTM tehnoloģijai izmantot vieglākas veidnes, kas ir izdevīgi ražošanas izmaksu samazināšanai.Tāpēc šī tehnoloģija ir piemērotāka lielu kompozītmateriālu detaļu ražošanai, piemēram, putu sviestmaižu kompozītmateriālu plāksne ir viena no visbiežāk izmantotajām lielajām sastāvdaļām kosmosa jomā.
Kopumā VA-RTM process ir ļoti piemērots lielu un augstas veiktspējas kosmosa kompozītmateriālu komponentu sagatavošanai.Tomēr Ķīnā šis process joprojām ir daļēji mehanizēts, kā rezultātā produktu ražošanas efektivitāte ir zema.Turklāt procesa parametru izstrāde lielākoties balstās uz pieredzi, un viedais dizains vēl nav sasniegts, tāpēc ir grūti precīzi kontrolēt produktu kvalitāti.Tajā pašā laikā daudzos pētījumos ir norādīts, ka šī procesa laikā viegli rodas spiediena gradienti sveķu plūsmas virzienā, īpaši, ja tiek izmantoti vakuuma maisiņi, sveķu plūsmas priekšpusē būs zināma spiediena atslābināšana, kas ietekmēt sveķu infiltrāciju, izraisīt burbuļu veidošanos sagataves iekšpusē un samazināt izstrādājuma mehāniskās īpašības.Tajā pašā laikā nevienmērīgs spiediena sadalījums izraisīs nevienmērīgu sagataves biezuma sadalījumu, ietekmējot gala sagataves izskata kvalitāti. Tas ir arī tehnisks izaicinājums, kas tehnoloģijai vēl jāatrisina.
Vieglu sveķu pārneses formēšanas process L-RTM process
L-RTM process vieglo sveķu pārneses formēšanai ir jauna veida tehnoloģija, kas izstrādāta, pamatojoties uz tradicionālo VA-RTM procesa tehnoloģiju.Kā parādīts attēlā, šīs procesa tehnoloģijas galvenā iezīme ir tāda, ka apakšējā veidnē tiek izmantota metāla vai cita stingra veidne, bet augšējā veidnē ir daļēji stingra viegla veidne.Veidnes iekšpuse ir veidota ar dubultu blīvējuma struktūru, un augšējā veidne ir piestiprināta ārēji caur vakuumu, savukārt iekšpusē tiek izmantots vakuums, lai ievadītu sveķus.Tā kā šī procesa augšējā veidnē tiek izmantota daļēji cieta veidne un veidnes iekšpusē ir vakuuma stāvoklis, spiediens veidnē un pašas veidnes ražošanas izmaksas ir ievērojami samazinātas.Ar šo tehnoloģiju var izgatavot lielas kompozītmateriālu daļas.Salīdzinot ar tradicionālo VA-RTM procesu, ar šo procesu iegūto detaļu biezums ir viendabīgāks, un augšējo un apakšējo virsmu kvalitāte ir augstāka.Tajā pašā laikā puscieto materiālu izmantošanu augšējā veidnē var izmantot atkārtoti. Šī tehnoloģija ļauj izvairīties no vakuuma maisiņu izšķērdēšanas VA-RTM procesā, padarot to ļoti piemērotu aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu ražošanai ar augstām virsmas kvalitātes prasībām.
Tomēr faktiskajā ražošanas procesā šajā procesā joprojām pastāv zināmas tehniskas grūtības:
(1) Tā kā augšējā veidnē tiek izmantoti daļēji cieti materiāli, materiāla nepietiekama stingrība var viegli izraisīt sabrukšanu vakuuma fiksētās veidnes procesa laikā, kā rezultātā sagataves biezums ir nevienmērīgs un tiek ietekmēta tā virsmas kvalitāte.Tajā pašā laikā veidnes stingrība ietekmē arī pašas veidnes kalpošanas laiku.Kā izvēlēties piemērotu puscietu materiālu kā L-RTM veidni, ir viena no tehniskajām grūtībām šī procesa pielietošanā.
(2) Tā kā L-RTM procesa tehnoloģijas veidnē tiek izmantota vakuumsūknēšana, veidnes blīvēšanai ir izšķiroša nozīme vienmērīgā procesa norisē.Nepietiekams blīvējums var izraisīt nepietiekamu sveķu infiltrāciju sagataves iekšpusē, tādējādi ietekmējot tā veiktspēju.Tāpēc veidņu blīvēšanas tehnoloģija ir viena no tehniskajām grūtībām šī procesa pielietošanā.
(3) L-RTM procesā izmantotajiem sveķiem uzpildes procesā jāsaglabā zema viskozitāte, lai samazinātu iesmidzināšanas spiedienu un uzlabotu veidnes kalpošanas laiku.Piemērotas sveķu matricas izstrāde ir viena no tehniskajām grūtībām šī procesa pielietošanā.
(4) L-RTM procesā parasti ir jāprojektē plūsmas kanāli uz veidnes, lai veicinātu vienmērīgu sveķu plūsmu.Ja plūsmas kanāla dizains nav saprātīgs, tas var izraisīt defektus, piemēram, sausus plankumus un bagātīgu smērvielu detaļās, kas nopietni ietekmē detaļu galīgo kvalitāti.Īpaši sarežģītām trīsdimensiju daļām, kā saprātīgi projektēt veidņu plūsmas kanālu, ir arī viena no tehniskajām grūtībām šī procesa piemērošanā.
Izlikšanas laiks: 18. janvāris 2024. gada laikā
