RTM工艺-昨天,今天,和明天(中)

2017-12-17  来源:复材在线  作者:复材在线  浏览次数:10997 加入收藏   |  分享

艾伦•哈珀(Alan Harper)先生供职于美国MVP有限公司,是树脂传递模塑(RTM)工艺领域的著名专家。本文是关于他对RTM工艺的起源,发展和应用,以及对后来轻型树脂传递模塑工艺(LRTM)的看法...

    艾伦•哈珀(Alan Harper)先生供职于美国MVP有限公司,是树脂传递模塑(RTM)工艺领域的著名专家。本文是关于他对RTM工艺的起源,发展和应用,以及对后来轻型树脂传递模塑工艺(LRTM)的看法。

RTM向LRTM的过渡

    可以说,LRTM现在已经在世界各地成为主流闭模工艺,尽管新RTM项目仍在实施,但无法改变其渐渐淡出的趋势。原因很简单,LRTM可以用仅占RTM三分之一的时间成本和三分之一的生产成本,制备出专业性强,尺寸精确的闭模制件。当然我们更不能忽视,如果在相同的生产经营基础上,LRTM比RTM需要安装更少的基础设施,和具备均匀化合理化的成本投入。

    过去,人们常认为LRTM仅限于制备相对简单和规模小的零件,但事实已经证明,LRTM同样可以制造部分形状复杂,甚至夹金属或泡沫芯的制件。即使纤维量高达55-62%的复合材料部件也可以利用LRTM成型工艺完成制备,而且单组分树脂体系的注射和固化温度只需要分别达到80℃和180 ° C即可。

    此外,制件的规模也基本不受限制,LRTM已经广泛用于造船业就是一个最好的佐证。法国造船商Jeanneau已经采用LRTM工艺超过6年了,现在用这种工艺能注射出长达142英尺且外形复杂的游艇甲板。目前,该公司还在继续投资,以图进一步将该工艺推广到全部船体部件的制造上。

    几年前推出了一种多层插入模具技术(Multiple Insert Tooling technology-- MIT),即将RTM的A模插入多层副模。当其中一层被注射树脂时,另一层还可以做凝胶用,剩下的一层用来铺设玻璃纤维。这可能会大大增加一套模具设备的生产量,从而缩短生产周期,要知道生产周期是决定制件注射和固化速度的唯一因素。在压制过程中,可以迅速调整预加载层的位置,以保证能马上投入新的注射周期。但是,随着LRTM工艺开始流行,人们看到LRTM工艺可以像MIT一样实现低成本量产,最主要的是人们不再需要昂贵的模压设备。

    一台装备了多个LRTM模具的巴西MVC成型机每天实际生产650件表面积达到1.5平方米的胶衣涂层制品,多模LRTM的制备效率由此可见一斑。如今,LRTM设备生产商纷纷鼓励他们的用户至少用两个A模配一个B模的方式以使生产效率翻番,而成本却只需要增加三分之一。

图1:利用大流量LRTM制备的电话亭(图为:巴西MVC成型机)

    投资气动控制注射系统(pneumatically-controlled injection system)成为近年来的一种趋势。例如,纯气动PneuJect III注塑机模型,可提供可编程的催化剂增加控制,自动冲洗和催化剂流量报警,精密注塑压力/流量控制,催化剂/溶剂水平控制和警报功能。所有这些功能的实现不需要任何电器辅助,很适合玻璃钢车间环境。而纯气动设备需要气动压力/真空传感器(PPVS)的配合,即通过它感知LRTM模内的注塑压力,因此达到安全控制设备的产出水平的目的。

图2:安装在模具流道上的气动压力传感器,利用直接气流有效控制设备的注射率。

图3:气动模具填充传感器。

    气动设备的引入也推动着气动压力传感器朝着更智能化的方向发展,用户可以根据设置通过它准确感知树脂是否充满模腔。原理是通过传感器向设备发送信号,来控制树脂注射的进程,因此大大节省了操作者的劳力,和降低了人力估计的不准确因素。此外,传感器还可以在无操作员介入的条件下,通过发送关闭信号实现对大型模具多个真空排气口的自动控制。需要注意的一点是,这些纯气动设备都必须从头开始设计,因为在目前的市场上没有相当的设备。

本文英文原文见(增强塑料), 复材在线编辑部编译,有删改。

 

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