当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

RTM成型工艺技术进展


航 天 返 回 与 遥 感




卷第 年






成 型 工 艺 技 术进 展
沃西源
北京 空间机 电研究所 北京
,

摘要

文 章就 当前

发展 趋 势 机械 设备 原 材 料 和模 具 等进 行 综 述







关键词

成型工艺

机械 设备

原材料

模具

月 日西

树脂传递模 塑 法


简称
,

法 是 通 过较低 的成 型 压力将一 定 配 比
,

的树脂 基 体 材 料 输 送 到 预 放 了增 强 材 料 的 闭合模 中 料 制 品 的方 法
,

在 闭 合 模 中浸 渍 增 强 材 料 而 获 得 复 合 材

采用
,

法成 型 的 复合 材料制 品与手糊 法 和 喷射法 成 型 工 艺 的复合材料 制 品

相 比 具有高的外 观质量
, ,

高尺 寸 精度 和 低空 隙率 的复 杂 型 面 模具 制造 和 材 料选 择 的机 动性
,

强 较高的生 产 效 率 较低 的劳动 强 度 和 较好 的生 产 环 境 工 作 环 境 条 件 要 求 各 项 法 规 日趋 严 格 的 情 况 下 型 工 艺方法

,



其 投 资要 比

的投资低 尤其在
,

大 家都在致 力 于 开 发 这一 新颖 的复合材 料 成

国外

成 型 工 艺技术 的现状 与发展 趋 势
多年 的历 史
,

成型 工艺技 术 已 有 项 法 规 日趋 严 格
度 已 降至
,

直至 近 几年


,

由 于 各 国 对 生 产 环 境 条 件 要 求 的各
,

如 美 国和英 国对 工作 区 苯 乙 烯 的 限量浓度 为
,

北 欧 和 日本 的 限量 浓

丹麦正 在考虑使用
,

的指标 为此 复合材料工作者 不得不 放弃传统 的


,

手糊成型 工 艺和 喷射成型 工艺

寻找符合法规 的具有低 的 苯 乙 烯挥发量 的成型 工艺方法 工 艺 方 法 具 有 投 资较 少 生 产 效 率较 高 等诸 多优 势
,



诸多 的闭合模成 型 工 艺方法 中
,

,



根据

美 国 某 公 司 发 言 人 预 言 今后 几 年 时 间 里
早在
座椅


的 年 增 长 率将 达 到 约



世纪

年代初期


,

美 国 的 保 龄 球 娱 乐 中心 就 使 用 了 由


成型工艺方法生产的



以后 各 国 开 发 了 汽 车外壳



复杂型 面设备罩壳 等产 品 在积极 开 发


,

制 品 的 同时 对
,

用于


艺 方 法 的 原 材 料 机 械设备 模 具结构 等方 面 进 行 了 深 人 研 究


先后 研 制 出更适合

工 艺方 法 并 能 大 幅度 提 高生 产效 率 的原 材料
,

设备 和 模具


,



制品 的工业 化开辟

了新 的发展 途 径 使

朝 着 生 产 的 高 速 度 和 自动 化 方 向 发 展

的机械设 备
一 种 最 大传递 量 为
,





设备 已 经 由美 国俄 亥 俄 州北 方 区 液压控 制公 司 制 造


出来 该 设 备 可 传 递 包 括 环 氧 聚 醋 聚 氨醋 和 丙 烯 酸 醋 等 树 脂 基 体 材 料
比例从
收稿 日期

可 调 节 固化 剂 配 比


,


一 一

,

传递量从





在 树 脂 基 体 中可 添 加 碳 酸 钙 氢 氧化



卷第











与 遥 感


铝和空 心 玻璃微珠 等填料来改 善树脂 基 体材料性 能

目前 我 国 已 有 几 十 家 单 位 引 进 美 国 格 拉 斯 公 司 的

注射 成型 机 该公 司有适合注 射一
,

般产 品 的 注 射 量 为 备





设备 也有适 合注射大型 制品 注射量为
,
,

,



的设

其工作原理是

在动力源 压缩 空 气 的作用 下

树脂 基体泵 运 动 并联 动 催化 剂泵 将 已 预 促
,

进 的树脂 基 体 及 催 化 剂泵 至 枪 体并 通 过 注 射 枪 头 混 合 后 注 人 模 具 内


催化 剂 的加 人 量 可 以 调
,

该设 备 的树脂基体泵 和 催 化 剂 泵 是单行程 泵
,

,

为 了 避 免泵 出的树 脂 基 体 和 催 化剂呈 脉 动
,

状态 设 有 树 脂 基 体 存储 器 和 催 化 剂存储 器各 一 个
,

在泵作 回程运 动 时 依靠存储器 上部 的预


充压 力将 下 部 的树 脂 基 体 和 催 化 剂 压 至 枪 体 使物 料呈 连 续状 态 注 出

的原 材料
预成型增强材料

为 了提 高



制 品增 强 材 料 的铺 模 速 度
, ,

,

国外 对 用 于

的增强 材料均进行预成 型 工
,

首先将 增 强 材 料切 割成 预 先设计 的 图案 使 其 与成 型 模 具 具有 一 致 的外 形
,

然 后用喷 辊



等工 艺 涂 刷 树 脂 基 体 再 用 压 机 将 其 压 成 产 品 形 态 固 化 成 型 脱 模
,



其 主要 工 艺 流 程 如 下

这种工艺 有助 于连续操作

,

使 生 产 大批量制 品有 充分保证




采用 这 种成 型工 艺 能够在 巧

秒钟 左 右 生 产 出具 有 一 定 刚性 的预 成 型 料
一 种特殊 的树脂基体

据 有 关 资料 介 绍


,

该成型 工艺 的关键在 于使用 了

材料和 专用工 艺设施

这种 成 型 工艺 技术在 国外 已 得到较 为广泛 的 应

专用树脂基体
制 品 的成 型 速 度 快慢 主要 依赖 于 所 使用 的树 脂 基体材 料和 先 进 的 工 艺 设 施
研制 出几 种 低 粘 度


,

国外 已

快速 固化 的

专用树脂 基体材料
,

,

这 些 树 脂 基体 可 使模 腔 充填速 度 加


快 生产周期缩短

,

,

产 品外 观质量提高

并使产 品具有 较 高的力学性 能

由 日本 油 墨 及 化 学 株

式会 社 研 制 的 牌 号 为 料 表





的新 型 乙 烯基 醋 树脂 就 是 一 种 较 有 代表性 的树脂 基 体材
,

和表

中分别 列 出 了 该树 脂 基 体材 料在 液体状 态 下 及 制成烧 注体 的 性 能 并 与 其 它树


脂基 体 材 料 的 性 能 作 了 比 较
由表 中 可 知
,

列 出 了 几 种 树 脂 基 体 材 料 的 固化 特 性 比较





树 脂 基 体材 料 与其它 用 于


成 型 工艺 的树脂 基体材料相 比 有

,

着较好 的 工 艺 性 能 较 高 的 力 学 性 能 和 较 快 的 固 化 速 度

基 体材料
?

℃时 液 态
‘ 因 又 曰 匕 书 } 一 一 书 叼} 一 橇 户一》 记尸

树脂 基 体 材 料 的性 能


台 烯基酉
一 了【 }、 了 、叭 『 硬〕

粘度
密度
固 体含 墩


对 江



嚣攫 州

航 天 返 表
基 体材 料 拉 仲强度 聚



与 遥 感





件 酷

树脂 基 体流 程 体 的性 能
乙 烯基醋







拉仲延 展率 弯 曲强 度 弯 曲模 量 热 弯温 度
密度



,



体收缩 玻璃 温度



基体材料


树脂基 体材料 固化 特性

烯基醋
互了 口一 」 气


} 一 } 八日 、 〕 〕 (




口 气

凝胶 时 间
固化 时间 固化 温度


‘ ,

乙烯基醋和



,

固化体 系为



过氧化 氢 甲醚







环 氧的 固化体

系为

一 已 基一 甲基 米 哇
据 有 关 资料 介 绍 采用



树脂基体材 料和 预成 型 增强 材料生 产 制 品
,

,

不超过


分钟 便 可 生 产 出一 个 优 质 的复合 材 料 结 构 制 品 其 生 产 效 力 可 与 夹芯 材 料 为 了 降低 产 品 的 制 造 成 本 减 轻 产 品 的 结 构 质 量 提 高 生 产 效 率 制 品 各 项 性 能允 许 的 情 况 下
, ,
,

工艺方 法相媲 美

,

,

国外各生 产 厂 家在

还 大 量选 用 了夹 芯 结 构


,

夹 芯 的材 料大多数 采用 聚氨醋泡沫 塑

料 也有采用木 芯材料结构及其他轻质价廉的材料

模具
模 具 由 阳模 和 阴模 两 个 半模 组 成 采用 玻璃 钢模 具

,



为 了 便 于 生 产 中脱 模 和 模 具 搬 运
,



模 具 大多

,

并且在模具结构上有较大 的改进



不 再 采 用 环 氧 树脂 加 砂 石 或 铝 粉 浇铸 而

而 是 制 作轻 质 高强 的 三 合 一 夹层 结 构 的 模 具


这种模具有至少可生产
,

多个 复合材料
,

部 件 的寿命

模具 中的预埋件

加 强 筋 等 占模 具 积 层 较 大 比 例
,

这 样 在结 构上 减少 收缩


获得

较低 的模具 制 造 价 格 和 加 快 模 具 的 制造 进 度 提 高模 具 的 加 工 精 度 要 求
模具也有采用 金属 材料制成 的 材料研制


,

其优 点 是 强 度 高




刚性 好



使用 寿命长
,

,

但采用 金 属

模具成本颇高 而采用玻璃钢制作 的
, ,

模 具 成 本 较 低 受 复 合材 料 制 品 的 形
成型 工艺 的玻璃钢模具 的

状 尺 寸 大小 影 响较 小 适 用 于 中等 批 量 生 产



为一 般 用 于

结构 示 意 图





卷第



航 天 返



与 遥 感

一一



增 强层

结 构 ”层

表而层

加 热层 结构




模 多层 结 构 示 意 图

由图


可 看 出 用 玻璃钢制作的

,

模具 大致 由七 层 组 成 即表 面 层 结 构


,



层 加热层





保温层 结构


层 增强层和包裹层





表 面 层 通 常用 耐 温 较 好 的模具胶 衣 和 表 面 毡 制作 厚 度 一 般 为
,

,

制品的表面
,

质量 模具 的 使 用 次 数 与 表 面 层 的 质 量 有 颇 大 的关 系
泡 具 有足 够 的 硬 度 且 与 结构 层 粘 贴 良好
,
,



实践表 明

,

要 求 表 面层 平整 光 滑

无气



结构

层一般用玻璃纤维毡
,



布或短切纤维增强树脂制作


,

厚度控 制在



,

它是模

具 的承 载部 分 要 求 具 有 足 够 的强 度 和 刚度
,

加 热层 是 模具 的 加 热 装 置 一 般 可 用 电 热 布铺 成 引 出 电 极 与低 压 电源 连 接
,

,



为 了使模具


加热均 匀 铺 设 电 热 布 时 应 注 意选 用 儿种 规格 的 电热 布 使其 各处 的功 率基本 相 等
,

,

保温层 的 主要 作用 是 保温 并增 强模具 的 刚度 保温层 一 般可用保温芯块 和 微 型玻璃 球珠 腻子 制 成 结构



,

层 与结构

层要求 相 同 可参考结构
, ,

,

层进行制作

增 强 层 一 般 用 各 种 钢 型 材 焊 接 而 成 钢 架 结 构 以 保证 模 具 具 有 足 够 的 强 度 和 刚度
包 裹层 由 玻 璃 钢 制 成 它 将 钢 架 与 模 具 连 成 一 体
以 上七 层 是
,





模 具 的 基 本结 构 也 可 以 根 据 各 种 复 合材 料产 品 的实 际情 况 来 增减 模 具 成 型 工 艺相 应 要 求


的层 数 以 满 足

,



模 具 制 作 好 后 应 选 择 合适 的 位 置 上 开 设 注 射
,







气口


,

铺设密封条

安 装 定位 装置 和 紧 固件 等





模 具 制 作 过 程 中应 注 意 如 下 几 方 面 问

?

合理 的 选 择 注 射 孔 排 气 孔 的位 置 和 数量




个模具 的注射 口 一 般为


个 而 排 气孔 则
,

,

要根据制 品 的大小 结构形 式 来选 择若干个
,



其位 置 一 般 选 择 在 离 注 射
。 。

最远 端处 以使树脂

容易充 满模 腔 制 品 的 外 观 质 量 可 得 到 有 效 控 制


阴 阳模 必 须 密封好 通 常采用 橡胶 条作 为密封 材料

,

保 证模 具 内树 脂 漏 损 率达 到工 艺

规程 要 求
?



模 具 表 面 的 粗 糙 度 必 须 达 到模具 设 计要 求


,

上 下 模 匹 配应 符合相 应要 求

,

以 确保 制 品

的外 形 尺 寸 与 形 状 精 度 要 求




?







与 遥 感
,



,



具有 足够 的 强 度 和 刚度 一般在
,

,



注射压力 下 模 具不损伤 不 变 形 且 有较 长

的使 用 寿 命 兼 考 虑 模 具 的 制 造 成 本 总之
,



模具制 作是 一 个很 关键 环 节



由于
,

技 术 引 进 时 间还 不 算 长

,

国内




具 制 作 受 原 材 料 的 限 制 和 复合 材 料制 品类 型 较 多

,

使模 具 的 变化 较 大

,

造 成模具 制作 上 的 困

因此

模 具 制 作 是 当前 应 深 人 研 究 的 课 题 它 直 接 关 系 到 复 合 材 料 制 品 的 质 量 生 产 效
,

率 模 具 原 使 用 寿 命 和 操 作 者 劳动 强 度 等 内容





结束语
随着 科 学 技 术 的 发 展 对 复合 材料 的 性 能要 求 越 来 越 高 而 复 合 材 料性 能 不 仅 与 纤 维 增 强
, ,

材料 和树脂 基体材料性能 密切相关
一 种较先进 的成型 工艺技 术


,

且 在一 定 程 度 上 还 取 决 于 其 成 型 工 艺 技 术
,





,

制作 为


,

其主要 特点是可采用 多维编织纤维


制 造 出 具 有 良好 表 面 品 质
, ,

高精 度 低 空 隙 率 的 复 杂 型 面 的 复合 材 料结 构 件
,

模 具 材 料选 择 和 制造 工 艺机 动性较强 生 产


周 期 有 所 缩 短 等 鉴 于 此 况 世 界 各 国 的 复合 材 料 工 作 者 都致 力 于 它 的 研 究 与发 展 现 已 成 为一
种 很 有 发 展 前 途 的 成 型 工 艺 技 术 我 国 与 国 外 先 进 水平 相 比有 一 定 差 距 在 原 材 料 模 具 制 造 等各 个 方 面 差距颇 大 尤 其 在 适 用 于




,

的成型工艺

,

高性能树脂基体 的 研究 和
,



具 设 计 与 制 造 等方 面 已 成 为 复合 材 料 发 展 的一 个 关 键 问 题
交 流 加 快 其 工 艺 过 程 的 发展 是 十 分 必 要 的
,

因此加强对

成 型 工 艺 的技术

























,

张林 文
,

成 型 工 艺技 术 再认 识

玻璃 钢 复合 材料 北 京 中 国标 准 出 版社

姜作 义 张和 善编 著 黄家康上编
李 中华 钟 华
,

纤 维 一树 脂 复 合 材 料 技 术 与应 用

复合材料成 型技术 树脂传递 成 型

北京 化学 工业 出版社 宇航材 料 艺
,

艺过 程 分 析 与 模 具 技 术





,

、 、


相关文章:
复合材料成型工艺发展综述
工艺在航天、 军工领域应用广泛,并朝着自动化、集成化方向发展。[22-26] 1.6 RTM 成型技术为适应飞机雷达罩成型发展而来,在纤维增强复合材料生产中得到广 ...
材料成型及工艺
一、复合材料成型工艺概述: 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。...软模 RTM 成型技术的特点:1、可以制造两面光的形状结构复杂的制品;2、成 型...
RTM工艺_图文
RTM)是一种介于手糊工艺和 SMC 工艺之间的、适合中等批量生 产的闭模成型技术...RTM工艺发展 7页 1下载券 RTM工艺制作叶片 2页 免费 RTM工艺专用环氧树脂...
树脂传递成型RTM制品常见缺陷及解决办法
树脂成型树脂成型隐藏>> 树脂传递成型 RTM 制品常见缺陷及解决办法 与几种常用工艺相比,RTM 工艺可以生产高性能、尺寸较大、高综合度、批量中等的产品。 产品数量在...
RTM成型结构复合材料共固化界面性能研究_图文
航天集团科技发展部,武汉 摘要:通过对 RTM 技术成型的结构复合材料结合面的研究,对不同方法成型的共固化结合面 的性能进行测试和分析,优选出一种最佳的预成型...
LCM成型工艺实验报告
实验原理 1.RTM 工艺 RTM 工艺又称为树脂传递模塑成型工艺,是指将液态低粘度...随和计算机技术 的快速发展和普及, 有限元分析法短短几十年内迅速从结构工程...
复合材料成型工艺
从上前的研究水平来看,RTM 技术的研究发展方向将包括微机控 制注射机组, 增强材料预成型技术, 低成本模具, 快速树脂固化体系, 工艺稳定性和适应性等。RTM 成型...
RTM相关资料
RTM工艺发展 7页 1下载券 RTM成型设备 2页 1下载券 RTM工艺技术及应用 7页 2下载券 RTM工艺 4页 2下载券喜欢此文档的还喜欢 RTM培训稿3 46页 1下载券 高...
复合材料的成型工艺
开模工艺技术开模成型技术(open molding)是制造玻璃纤维复合材料产品被最普遍采用...轻型树脂传递模塑工艺(Light RTM)是近年来发展较快的低成本成型工艺,是树脂传 ...
几种闭模成型工艺技术述评
几种闭模成型工艺技术述评 当前,许多国家都对生产环境苯乙烯含量的法定标准,作...通常采用真空注射专用树脂,低收缩 RTM 树 (1)真空注射模塑工艺 该工艺采用树脂...
更多相关标签: