Die Technologie zur Umformung von Verbundwerkstoffen ist die Grundlage und Voraussetzung für die Entwicklung der Verbundwerkstoffindustrie. Mit der Ausweitung des Anwendungsbereichs von Verbundwerkstoffen hat sich die Verbundwerkstoffindustrie rasant weiterentwickelt, einige Formverfahren werden verbessert, es entstehen weiterhin neue Formverfahren. Derzeit gibt es mehr als 20 Polymermatrix-Verbundformverfahren, die erfolgreich in der industriellen Produktion eingesetzt werden. wie zum Beispiel:
(1) Handpasten-Formungsverfahren – Nassauflege-Formungsverfahren;
(2) Strahlformungsprozess;
(3) Harztransferformtechnologie (RTM-Technologie);
(4) Formen mit Beuteldruckverfahren (Druckbeutelverfahren);
(5) Vakuumbeutelpressen;
(6) Autoklavenformungstechnologie;
(7) Technologie zur Herstellung hydraulischer Kessel;
(8) Wärmeausdehnungsformtechnologie;
(9) Technologie zur Bildung von Sandwichstrukturen;
(10) Herstellungsprozess des Formmaterials;
(11) ZMC-Formmaterial-Einspritztechnologie;
(12) Formprozess;
(13) Laminatproduktionstechnologie;
(14) Walzrohrformungstechnologie;
(15) Technologie zur Umformung von Faserwickelprodukten;
(16) Kontinuierlicher Plattenproduktionsprozess;
(17) Gießtechnik;
(18) Pultrusionsformverfahren;
(19) Kontinuierliches Wickelrohrherstellungsverfahren;
(20) Herstellungstechnologie von geflochtenen Verbundwerkstoffen;
(21) Herstellungstechnologie für thermoplastische Plattenformen und Kaltprägeverfahren;
(22) Spritzgussverfahren;
(23) Extrusionsformverfahren;
(24) Schleuderguss-Rohrformungsprozess;
(25) Sonstige Umformtechnik.
Abhängig vom gewählten Harzmatrixmaterial eignen sich die oben genannten Verfahren zur Herstellung von duroplastischen bzw. thermoplastischen Verbundwerkstoffen, einige Verfahren eignen sich auch für beides.
Eigenschaften des Umformprozesses für Verbundwerkstoffe: Im Vergleich zu anderen Materialverarbeitungstechnologien weist der Umformprozess für Verbundwerkstoffe die folgenden Eigenschaften auf:
(1) Materialherstellung und Produktformung gleichzeitig, um die allgemeine Situation, den Produktionsprozess von Verbundwerkstoffen, dh den Formprozess von Produkten, zu vervollständigen. Die Leistung von Materialien muss entsprechend den Anforderungen der Verwendung von Produkten ausgelegt sein. Daher müssen bei der Auswahl der Materialien, dem Designverhältnis, der Festlegung der Faserschichtung und der Formmethode die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Produkte sowie die strukturelle Form und die Qualität des Erscheinungsbilds berücksichtigt werden Anforderungen.
(2) Das Formen von Produkten ist eine relativ einfache allgemeine duroplastische Verbundharzmatrix, das Formen ist eine fließende Flüssigkeit, das Verstärkungsmaterial ist eine weiche Faser oder ein Stoff. Daher sind bei diesen Materialien zur Herstellung von Verbundprodukten der erforderliche Prozess und die erforderliche Ausrüstung viel einfacher als bei anderen Materialien. Für einige Produkte kann nur ein Satz Formen hergestellt werden.
Wenden Sie sich zunächst dem Niederdruckformverfahren zu
Der Kontakt-Niederdruckformprozess zeichnet sich durch die manuelle Platzierung der Verstärkung, das Auslaugen des Harzes oder die einfache, werkzeuggestützte Platzierung der Verstärkung und des Harzes aus. Ein weiteres Merkmal des Kontakt-Niederdruckformverfahrens besteht darin, dass beim Formverfahren kein Formdruck angewendet werden muss (Kontaktformen) oder nur ein niedriger Formdruck angewendet werden muss (0,01 bis 0,7 MPa Druck nach dem Kontaktformen, der maximale Druck überschreitet nicht 2,0). mpa).
Beim Kontakt-Niederdruckformverfahren wird das Material zunächst in die Patrizenform, die Patrizenform oder die Formdesignform gebracht und dann durch Erhitzen oder Aushärten bei Raumtemperatur, Entformen und dann durch Hilfsverarbeitung und Produkte hergestellt. Zu dieser Art von Formverfahren gehören Handpastenformen, Strahlformen, Beutelpressen, Harztransferformen, Autoklavenformen und Wärmeausdehnungsformen (Niederdruckformen). Die ersten beiden sind kontaktbildend.
Im Kontakt-Niederdruckformverfahren ist das Handpastenformverfahren die erste Erfindung bei der Herstellung von Polymermatrix-Verbundwerkstoffen, der am weitesten verbreitete Bereich, andere Methoden sind die Entwicklung und Verbesserung des Handpastenformverfahrens. Der größte Vorteil des Kontaktformverfahrens ist die einfache Ausrüstung, die große Anpassungsfähigkeit, die geringeren Investitionen und die schnelle Wirkung. Laut Statistiken der letzten Jahre nimmt das Kontakt-Niederdruck-Formverfahren in der weltweiten industriellen Verbundwerkstoffproduktion immer noch einen großen Anteil ein, so entfielen 35 % auf die Vereinigten Staaten, 25 % auf Westeuropa und 42 % auf Japan. Auf China entfielen 75 %. Dies zeigt, wie wichtig und unersetzlich die Kontakt-Niederdruck-Formtechnologie in der Verbundwerkstoffproduktion ist. Es handelt sich um eine Prozessmethode, die niemals nachlassen wird. Der größte Nachteil besteht jedoch darin, dass die Produktionseffizienz gering ist, die Arbeitsintensität hoch ist, die Produktwiederholbarkeit schlecht ist und so weiter.
1. Rohstoffe
Kontaktniederdruckformen von Rohstoffen sind verstärkte Materialien, Harze und Hilfsstoffe.
(1) Verbesserte Materialien
Anforderungen an die Kontaktbildung für verbesserte Materialien: (1) verbesserte Materialien lassen sich leicht mit Harz imprägnieren; (2) Es besteht eine ausreichende Formvariabilität, um die Formungsanforderungen komplexer Produktformen zu erfüllen. (3) Blasen lassen sich leicht abziehen; (4) kann die physikalischen und chemischen Leistungsanforderungen der Verwendungsbedingungen von Produkten erfüllen; ⑤ Angemessener Preis (so günstig wie möglich), reichlich vorhandene Quellen.
Zu den verstärkten Materialien für die Kontaktformung gehören Glasfasern und deren Gewebe, Kohlefasern und deren Gewebe, Arlene-Fasern und deren Gewebe usw.
(2) Matrixmaterialien
Kontakt-Niederdruck-Formverfahren für die Anforderungen an das Matrixmaterial: (1) Unter der Bedingung, dass das faserverstärkte Material von Hand eingelegt wird, lässt sich das faserverstärkte Material leicht einweichen, Blasen lassen sich leicht ausschließen, starke Haftung an der Faser; (2) Bei Raumtemperatur können weniger flüchtige Stoffe gelieren, sich verfestigen und schrumpfen. (3) Geeignete Viskosität: im Allgemeinen 0,2 ~ 0,5 Pa·s, kann kein Leimflussphänomen erzeugen; (4) ungiftig oder geringe Toxizität; Der Preis ist angemessen und die Quelle ist garantiert.
Die in der Produktion am häufigsten verwendeten Harze sind: ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz, Phenolharz, Bismaleimidharz, Polyimidharz und so weiter.
Leistungsanforderungen verschiedener Kontaktformverfahren für Harz:
Anforderungen an die Formmethode für die Harzeigenschaften
Gelherstellung
1, Formteil fließt nicht, leicht zu entschäumen
2, gleichmäßiger Ton, keine schwebende Farbe
3, schnelle Aushärtung, keine Falten, gute Haftung mit der Harzschicht
Handlaminiertes Formen
1, gute Imprägnierung, leichtes Einweichen der Faser, einfache Blasenentfernung
2, Ausbreitung nach dem Aushärten schnell, weniger Wärmeabgabe, Schrumpfung
3, weniger flüchtig, die Oberfläche des Produkts ist nicht klebrig
4. Gute Haftung zwischen den Schichten
Spritzguss
1. Stellen Sie sicher, dass die Anforderungen der manuellen Pastenformung erfüllt sind
2. Die thixotrope Erholung erfolgt früher
3, Temperatur hat wenig Einfluss auf die Harzviskosität
4. Das Harz sollte lange haltbar sein und die Viskosität sollte nach der Zugabe des Beschleunigers nicht ansteigen
Taschenformen
1, gute Benetzbarkeit, leichtes Einweichen der Faser, leichtes Entladen von Blasen
2, schnelle Aushärtung, Aushärtungswärme zu gering
3, nicht leicht fließender Kleber, starke Haftung zwischen den Schichten
(3) Hilfsstoffe
Der Kontaktbildungsprozess von Hilfsstoffen bezieht sich hauptsächlich auf die beiden Kategorien Füllstoff und Farbe sowie Härter, Verdünnungsmittel und Zähigkeitsmittel, die zum Harzmatrixsystem gehören.
2, Form- und Trennmittel
(1) Formen
Form ist die Hauptausrüstung bei allen Arten von Kontaktformungsprozessen. Die Qualität der Form wirkt sich direkt auf die Qualität und die Kosten des Produkts aus und muss daher sorgfältig entworfen und hergestellt werden.
Bei der Gestaltung der Form müssen die folgenden Anforderungen umfassend berücksichtigt werden: (1) Erfüllen Sie die Präzisionsanforderungen des Produktdesigns, die Formgröße ist genau und die Oberfläche ist glatt; (2) ausreichend Festigkeit und Steifigkeit haben; (3) bequemes Entformen; (4) eine ausreichende thermische Stabilität aufweisen; Geringes Gewicht, ausreichende Materialquelle und niedrige Kosten.
Die Formstruktur der Kontaktformform ist unterteilt in: männliche Form, männliche Form und drei Arten von Formen, unabhängig von der Art der Form, basierend auf der Größe, den Formanforderungen, dem Design als Ganzes oder der zusammengebauten Form.
Bei der Herstellung des Formmaterials sollten folgende Anforderungen erfüllt sein:
① Kann die Anforderungen an Maßgenauigkeit, Aussehensqualität und Lebensdauer der Produkte erfüllen;
(2) Das Formmaterial sollte eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, um sicherzustellen, dass die Form während des Gebrauchs nicht leicht verformt und beschädigt wird.
(3) es wird nicht durch das Harz korrodiert und beeinträchtigt die Aushärtung des Harzes nicht;
(4) Gute Hitzebeständigkeit, Produktaushärtung und Wärmeaushärtung, die Form wird nicht verformt;
(5) Einfach herzustellen, leicht zu entformen;
(6) Tag zur Reduzierung des Formgewichts, bequeme Produktion;
⑦ Der Preis ist günstig und die Materialien sind leicht zu beschaffen. Die Materialien, die als Handkleisterformen verwendet werden können, sind: Holz, Metall, Gips, Zement, Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, Hartschaumkunststoffe und glasfaserverstärkte Kunststoffe.
Grundvoraussetzungen für Trennmittel:
1. Korrodiert die Form nicht, beeinträchtigt die Harzaushärtung nicht, die Harzhaftung beträgt weniger als 0,01 MPa;
(2) Kurze Filmbildungszeit, gleichmäßige Dicke, glatte Oberfläche;
Die Verwendung von Sicherheit, keine toxische Wirkung;
(4) Hitzebeständigkeit, kann durch die Aushärtungstemperatur erhitzt werden;
⑤ Es ist einfach zu bedienen und kostengünstig.
Das Trennmittel des Kontaktbildungsprozesses umfasst hauptsächlich Filmtrennmittel, flüssiges Trennmittel und Salbe sowie Wachstrennmittel.
Handpastenformungsprozess
Der Prozessablauf beim manuellen Pastenformen ist wie folgt:
(1) Produktionsvorbereitung
Die Größe des Arbeitsplatzes für das Handkleben richtet sich nach der Produktgröße und der Tagesleistung. Der Standort muss sauber, trocken und gut belüftet sein und die Lufttemperatur muss zwischen 15 und 35 Grad Celsius liegen. Der Nachbearbeitungs-Sanierungsbereich muss mit einer Abgasstaubentfernung und einer Wassersprühvorrichtung ausgestattet sein.
Die Formenvorbereitung umfasst Reinigung, Montage und Trennmittel.
Bei der Herstellung des Harzklebers sollten wir auf zwei Probleme achten: (1) verhindern, dass der Kleber Blasen vermischt; (2) Die Klebermenge sollte nicht zu groß sein und jede Menge sollte aufgebraucht werden, bevor das Harz geliert.
Bewehrungsmaterialien Die Arten und Spezifikationen der Bewehrungsmaterialien müssen entsprechend den Designanforderungen ausgewählt werden.
(2) Kleben und Aushärten
Die manuelle Schichtpaste wird in die Nassmethode und die Trockenmethode zwei unterteilt: (1) Trockenschicht-Prepreg-Tuch als Rohmaterial, das vorgelernte Material (Tuch) entsprechend der Probe in schlechtes Material schneiden, Schicht erweichendes Erhitzen , und dann Schicht für Schicht auf die Form auftragen und darauf achten, Blasen zwischen den Schichten zu entfernen, damit sie dicht sind. Dieses Verfahren wird zum Autoklav- und Beutelformen verwendet. (2) Durch das Nassschichten direkt in der Form wird das Materialschicht für Schicht in der Nähe der Form verstärkt, Blasen werden abgezogen und es wird dichter. Allgemeiner manueller Kleisterprozess bei dieser Schichtungsmethode. Die Nassschichtung wird in Gelcoatschichtpaste und Strukturschichtpaste unterteilt.
Handklebewerkzeug Das Handklebewerkzeug hat einen großen Einfluss auf die Sicherstellung der Produktqualität. Es gibt Wollwalzen, Borstenwalzen, Spiralwalzen und elektrische Sägen, elektrische Bohrmaschinen, Poliermaschinen und so weiter.
Verfestigungsprodukte verfestigen Cent-Sklerose und reifen in zwei Stufen: Von Gel zu trigonaler Veränderung, üblicherweise 24 Stunden lang, beträgt der Verfestigungsgrad derzeit 50 % bis 70 % (der BA-Ke-Härtegrad beträgt 15), kann demolomieren und nach dem Abheben unter natürlichen Umgebungsbedingungen verfestigen Die Fähigkeit von 1 bis 2 Wochen sorgt dafür, dass die Produkte eine mechanische Festigkeit aufweisen, z. B. reif, und ihr Verfestigungsgrad liegt bei über 85 %. Erhitzen kann den Aushärtungsprozess fördern. Bei Polyester-Glasstahl kann die Nachhärtungstemperatur 3 Stunden lang auf 80 °C erhitzt werden. Bei Epoxid-Glasstahl kann die Nachhärtungstemperatur auf 150 °C eingestellt werden. Es gibt viele Heiz- und Aushärtemethoden: Mittlere und kleine Produkte können im Aushärteofen erhitzt und ausgehärtet werden, große Produkte können erhitzt oder durch Infrarotheizung erhitzt werden.
(3)DFormen und Ankleiden
Entformen, um sicherzustellen, dass das Produkt nicht beschädigt wird. Die Entformungsmethoden sind wie folgt: (1) Die Auswurf-Entformungsvorrichtung ist in die Form eingebettet und die Schnecke wird beim Entformen gedreht, um das Produkt auszuwerfen. Die Druck-Entformungsform verfügt über einen Druckluft- oder Wassereinlass. Die Entformung erfolgt mit Druckluft oder Wasser (0,2 MPa) zwischen der Form und dem Produkt, gleichzeitig mit einem Holzhammer und einem Gummihammer, so dass das Produkt und die Form getrennt werden. (3) Entformen großer Produkte (z. B. Schiffe) mit Hilfe von Wagenhebern, Kränen, Hartholzkeilen und anderen Werkzeugen. (4) Komplexe Produkte können mithilfe der manuellen Entformungsmethode zwei oder drei Schichten FRP auf die Form geklebt werden, um nach dem Abziehen aus der Form auszuhärten und dann auf die Form gelegt zu werden, um mit dem Kleben bis zur Designdicke fortzufahren. Dies ist einfach Nach dem Aushärten aus der Form nehmen.
Der Verbandverband wird in zwei Arten unterteilt: der eine ist der Größenverband und der andere die Defektreparatur. (1) Nachdem Sie die Größe der Produkte geformt haben, schneiden Sie den überschüssigen Teil entsprechend der Designgröße ab. (2) Die Reparatur von Mängeln umfasst die Reparatur von Perforationen, Blasen, Rissen, Lochverstärkungen usw.
Strahlformungstechnik
Die Jet-Forming-Technologie ist eine Verbesserung der manuellen Pastenformung, halbmechanisch. Die Strahlformungstechnologie macht einen großen Anteil am Formungsprozess von Verbundwerkstoffen aus, beispielsweise 9,1 % in den Vereinigten Staaten, 11,3 % in Westeuropa und 21 % in Japan. Derzeit werden inländische Spritzgießmaschinen hauptsächlich aus den USA importiert.
(1) Prinzip des Strahlformungsprozesses sowie Vor- und Nachteile
Beim Spritzgießverfahren werden aus der Spritzpistole auf beiden Seiten Initiatoren und Promotoren aus zwei Arten von Polyester gemischt, und das Glasfaser-Roving wird durch die Brennermitte abgeschnitten, mit Harz vermischt und in der Form abgelagert, wenn die Ablagerung erfolgt Mit der Walzenverdichtung wird die Faser bis zu einer bestimmten Dicke mit Harz gesättigt, Luftblasen entfernt und zu Produkten ausgehärtet.
Die Vorteile des Strahlformens: (1) Durch die Verwendung von Glasfaserroving anstelle von Gewebe können die Materialkosten gesenkt werden. (2) Die Produktionseffizienz ist 2-4 mal höher als bei Handpaste; (3) Das Produkt weist eine gute Integrität, keine Verbindungen, eine hohe Scherfestigkeit zwischen den Schichten, einen hohen Harzgehalt, eine gute Korrosionsbeständigkeit und einen Auslaufwiderstand auf. (4) es kann den Verbrauch an Flattern, Stoffresten und verbleibender Leimflüssigkeit reduzieren; Die Produktgröße und -form unterliegt keinen Einschränkungen. Die Nachteile sind: (1) hoher Harzgehalt, Produkte mit geringer Festigkeit; (2) Das Produkt kann nur eine Seite glätten; ③ Es verschmutzt die Umwelt und schadet der Gesundheit der Arbeitnehmer.
Strahlformungseffizienz bis zu 15 kg/min, daher geeignet für die Herstellung großer Rümpfe. Es wird häufig zur Verarbeitung von Badewannen, Maschinenabdeckungen, integrierten Toiletten, Karosserieteilen und großen Reliefprodukten eingesetzt.
(2) Produktionsvorbereitung
Neben der Erfüllung der Anforderungen des Handpastenprozesses sollte besonderes Augenmerk auf die Umweltabgase gelegt werden. Je nach Größe des Produkts kann der Operationssaal geschlossen werden, um Energie zu sparen.
Bei den Rohstoffen für die Materialvorbereitung handelt es sich hauptsächlich um Harz (hauptsächlich ungesättigtes Polyesterharz) und ungedrehtes Glasfaserroving.
Die Formenvorbereitung umfasst Reinigung, Montage und Trennmittel.
Spritzgießmaschinen sind in zwei Typen unterteilt: Drucktanktyp und Pumpentyp: (1) Spritzgießmaschine vom Pumpentyp, bei der der Harzinitiator und der Beschleuniger jeweils zum statischen Mischer gepumpt, vollständig gemischt und dann durch den Sprühnebel ausgestoßen werden Waffe, bekannt als gemischter Waffentyp. Seine Komponenten sind pneumatisches Steuersystem, Harzpumpe, Hilfspumpe, Mischer, Spritzpistole, Faserschneidinjektor usw. Harzpumpe und Hilfspumpe sind durch einen Kipphebel starr verbunden. Passen Sie die Position der Hilfspumpe am Kipphebel an, um das richtige Verhältnis der Zutaten sicherzustellen. Unter der Wirkung des Luftkompressors werden Harz und Hilfsstoff im Mischer gleichmäßig vermischt und durch Spritzpistolentröpfchen gebildet, die mit der geschnittenen Faser kontinuierlich auf die Oberfläche der Form gesprüht werden. Diese Strahlmaschine verfügt nur über eine Leimspritzpistole, einen einfachen Aufbau, ein geringes Gewicht und weniger Initiatorabfall. Aufgrund der Vermischung im System muss sie jedoch sofort nach der Fertigstellung gereinigt werden, um eine Verstopfung der Einspritzung zu verhindern. (2) Die Drucktank-Leimversorgungsstrahlmaschine dient dazu, den Harzkleber jeweils in den Drucktank einzubauen und den Kleber in die Spritzpistole zu bringen, um durch den Gasdruck kontinuierlich in den Tank zu sprühen. Es besteht aus zwei Harztanks, einem Rohr, einem Ventil, einer Spritzpistole, einem Faserschneidinjektor, einem Wagen und einer Halterung. Schließen Sie beim Arbeiten die Druckluftquelle an, lassen Sie die Druckluft durch den Luft-Wasser-Abscheider in den Harztank, den Glasfaserschneider und die Spritzpistole strömen, so dass das Harz und die Glasfaser kontinuierlich von der Spritzpistole ausgestoßen werden, Harzzerstäubung, Glasfaserdispersion, gleichmäßig vermischen und dann in die Form sinken lassen. Bei dieser Düse wird das Harz außerhalb der Pistole gemischt, so dass es nicht einfach ist, die Düse der Pistole zu verstopfen.
(3) Steuerung des Spritzgussprozesses
Auswahl der Injektionsprozessparameter: ① Harzgehalt von Spritzgussprodukten, Harzgehaltskontrolle bei etwa 60 %. Wenn die Harzviskosität 0,2 Pa·s, der Harztankdruck 0,05–0,15 MPa und der Zerstäubungsdruck 0,3–0,55 MPa beträgt, kann die Gleichmäßigkeit der Komponenten gewährleistet werden. (3) Der Mischabstand des bei unterschiedlichem Winkel der Spritzpistole gesprühten Harzes ist unterschiedlich. Im Allgemeinen wird ein Winkel von 20° gewählt und der Abstand zwischen Spritzpistole und Form beträgt 350–400 mm. Um den Abstand zu ändern, sollte der Winkel der Spritzpistole auf Hochgeschwindigkeit eingestellt sein, um sicherzustellen, dass jede Komponente an der Schnittstelle nahe der Oberfläche der Form gemischt wird, um zu verhindern, dass der Kleber wegfliegt.
Beim Spritzgießen ist Folgendes zu beachten: (1) Die Umgebungstemperatur sollte auf (25 ± 5) ℃ geregelt werden, zu hoch, da dies leicht zu einer Verstopfung der Spritzpistole führen kann; Zu niedrig, ungleichmäßiges Mischen, langsame Aushärtung; (2) Es darf kein Wasser in das Strahlsystem gelangen, da andernfalls die Produktqualität beeinträchtigt wird. (3) Sprühen Sie vor dem Formen eine Schicht Harz auf die Form und sprühen Sie dann die Schicht der Harzfasermischung auf. (4) Stellen Sie vor dem Spritzgießen zunächst den Luftdruck ein und kontrollieren Sie den Harz- und Glasfasergehalt. (5) Die Spritzpistole sollte sich gleichmäßig bewegen, um ein Auslaufen und Spritzen zu verhindern. Es kann nicht in einem Bogen verlaufen. Die Überlappung zwischen den beiden Linien beträgt weniger als 1/3 und die Abdeckung und Dicke sollten gleichmäßig sein. Verwenden Sie nach dem Aufsprühen einer Schicht sofort eine Walzenverdichtung, achten Sie auf Kanten und konkave und konvexe Oberflächen, stellen Sie sicher, dass jede Schicht flach gedrückt wird, entfernen Sie Blasen und vermeiden Sie durch Fasern verursachte Grate. Überprüfen Sie nach jeder Sprühschicht, ob nach der nächsten Sprühschicht qualifiziert ist. ⑧ Die letzte Schicht aufsprühen, um die Oberfläche glatt zu machen. ⑨ Reinigen Sie die Düse sofort nach dem Gebrauch, um eine Verfestigung des Harzes und Schäden an der Ausrüstung zu verhindern.
Harztransferformen
Resin Transfer Moulding, abgekürzt RTM. RTM begann in den 1950er Jahren und ist eine geschlossene Formformungstechnologie zur Verbesserung des manuellen Pastenformprozesses, mit der zweiseitige leichte Produkte hergestellt werden können. Im Ausland fallen auch Harzinjektionen und Druckinfekte in diese Kategorie.
Das Grundprinzip von RTM besteht darin, das glasfaserverstärkte Material in den Formhohlraum der geschlossenen Form einzulegen. Das Harzgel wird durch Druck in den Formhohlraum eingespritzt, das glasfaserverstärkte Material wird eingeweicht, dann ausgehärtet und das geformte Produkt wird entformt.
Ausgehend von der vorherigen Forschungsebene wird die Forschungs- und Entwicklungsrichtung der RTM-Technologie eine mikrocomputergesteuerte Einspritzeinheit, eine verbesserte Materialvorformungstechnologie, eine kostengünstige Form, ein schnelles Harzhärtungssystem, Prozessstabilität und Anpassungsfähigkeit usw. umfassen.
Die Merkmale der RTM-Umformtechnologie: (1) kann zweiseitige Produkte herstellen; (2) Hohe Umformeffizienz, geeignet für die Produktion mittlerer FRP-Produkte (weniger als 20.000 Stück/Jahr); ③RTM ist ein geschlossener Formbetrieb, der die Umwelt nicht verschmutzt und die Gesundheit der Arbeiter nicht schädigt; (4) Das Verstärkungsmaterial kann in jede Richtung verlegt werden, wodurch das Verstärkungsmaterial entsprechend dem Spannungszustand der Produktprobe leicht zu realisieren ist. (5) weniger Rohstoff- und Energieverbrauch; ⑥ Weniger Investitionen in den Bau einer Fabrik, schnell.
Die RTM-Technologie wird häufig im Baugewerbe, im Transportwesen, in der Telekommunikation, im Gesundheitswesen, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Industriebereichen eingesetzt. Die von uns entwickelten Produkte sind: Automobilgehäuse und -teile, Komponenten für Freizeitfahrzeuge, Spiralzellstoff, 8,5 m langer Windturbinenflügel, Radom, Maschinenabdeckung, Wanne, Badezimmer, Schwimmbadbrett, Sitz, Wassertank, Telefonzelle, Telegrafenmast , kleine Yacht usw.
(1) RTM-Prozess und -Ausrüstung
Der gesamte Produktionsprozess von RTM ist in 11 Prozesse unterteilt. Die Bediener sowie die Werkzeuge und Geräte jedes Prozesses sind festgelegt. Die Form wird vom Auto transportiert und durchläuft nacheinander jeden Prozess, um den Fließvorgang zu realisieren. Die Zykluszeit der Form am Fließband spiegelt im Wesentlichen den Produktionszyklus des Produkts wider. Kleine Produkte benötigen im Allgemeinen nur zehn Minuten, und der Produktionszyklus großer Produkte kann innerhalb von 1 Stunde gesteuert werden.
Formgeräte Bei den RTM-Formgeräten handelt es sich hauptsächlich um Maschinen und Formen für die Harzeinspritzung.
Die Harzinjektionsmaschine besteht aus einer Harzpumpe und einer Injektionspistole. Die Harzpumpe besteht aus einer Reihe von Kolbenkolbenpumpen, die Oberseite ist eine aerodynamische Pumpe. Wenn die Druckluft den Kolben der Luftpumpe auf und ab bewegt, pumpt die Harzpumpe das Harz quantitativ durch den Durchflussregler und den Filter in den Harzbehälter. Der seitliche Hebel bewegt die Katalysatorpumpe und pumpt den Katalysator quantitativ in den Vorratsbehälter. In die beiden Behälter wird Druckluft eingefüllt, um eine dem Pumpendruck entgegengesetzte Pufferkraft zu erzeugen und so einen gleichmäßigen Fluss von Harz und Katalysator zum Injektionskopf sicherzustellen. Injektionspistole nach der turbulenten Strömung in einem statischen Mischer, und kann das Harz und den Katalysator in einem Zustand ohne Gasmischung herstellen, Spritzgussform, und dann verfügen die Pistolenmischer über ein Reinigungsmitteleinlassdesign mit einem 0,28 MPa-Drucklösungsmitteltank, wenn die Maschine Schalten Sie nach dem Gebrauch den Schalter ein, um das automatische Lösungsmittel und die Injektionspistole zu reinigen.
② Mold RTM-Form ist in Glasstahlform, Glasstahloberfläche plattierte Metallform und Metallform unterteilt. Glasfaserformen sind einfach herzustellen und kostengünstiger, Polyester-Glasfaserformen können 2.000 Mal verwendet werden, Epoxid-Glasfaserformen können 4.000 Mal verwendet werden. Die glasfaserverstärkte Kunststoffform mit vergoldeter Oberfläche kann mehr als 10.000 Mal verwendet werden. Metallformen werden im RTM-Verfahren selten verwendet. Im Allgemeinen beträgt die Formgebühr von RTM nur 2 bis 16 % derjenigen von SMC.
(2) RTM-Rohstoffe
RTM verwendet Rohstoffe wie Harzsystem, Verstärkungsmaterial und Füllstoff.
Harzsystem Das im RTM-Verfahren hauptsächlich verwendete Harz ist ungesättigtes Polyesterharz.
Verstärkungsmaterialien Allgemeine RTM-Verstärkungsmaterialien bestehen hauptsächlich aus Glasfasern, ihr Gehalt beträgt 25 % bis 45 % (Gewichtsverhältnis); Häufig verwendete Verstärkungsmaterialien sind Glasfaser-Endlosfilz, Verbundfilz und Schachbrettmuster.
Füllstoffe sind für den RTM-Prozess wichtig, da sie nicht nur die Kosten senken und die Leistung verbessern, sondern auch während der exothermen Phase der Harzaushärtung Wärme absorbieren. Häufig verwendete Füllstoffe sind Aluminiumhydroxid, Glasperlen, Calciumcarbonat, Glimmer usw. Seine Dosierung beträgt 20 % bis 40 %.
Beuteldruckverfahren, Autoklavenverfahren, hydraulische Kesselmethode undTthermisches Expansionsformverfahren
Beuteldruckverfahren, Autoklavenverfahren, hydraulisches Kesselverfahren und Wärmeausdehnungsformverfahren, bekannt als Niederdruckformverfahren. Der Formprozess besteht darin, das Verstärkungsmaterial und das Harz (einschließlich Prepreg-Material) entsprechend der Designrichtung und der Reihenfolge Schicht für Schicht auf der Form zu verwenden, nachdem die angegebene Dicke erreicht wurde, durch Druck, Erhitzen, Aushärten, Entformen, Dressing und Produkte erhalten. Der Unterschied zwischen den vier Methoden und dem Handpastenformungsverfahren liegt lediglich im Prozess der Druckhärtung. Daher stellen sie lediglich eine Verbesserung des manuellen Pastenformprozesses dar, um die Dichte der Produkte und die Haftfestigkeit zwischen den Schichten zu verbessern.
Mit hochfesten Glasfasern, Kohlefasern, Borfasern, Aramong-Fasern und Epoxidharz als Rohstoffen werden Hochleistungsverbundprodukte, die im Niederdruckformverfahren hergestellt werden, in Flugzeugen, Raketen, Satelliten und Raumfähren häufig eingesetzt. Zum Beispiel Flugzeugtüren, Verkleidungen, Radarkuppeln, Halterungen, Tragflächen, Leitwerke, Trennwände, Wand- und Stealth-Flugzeuge.
(1) Beuteldruckmethode
Beim Beutelpressen handelt es sich um das manuelle Pastenformen von unverfestigten Produkten durch Gummibeutel oder andere elastische Materialien, um Gas- oder Flüssigkeitsdruck auszuüben, so dass die unter Druck stehenden Produkte dicht werden und sich verfestigen.
Die Vorteile der Beutelbildungsmethode sind: (1) glatt auf beiden Seiten des Produkts; ② An Polyester-, Epoxid- und Phenolharz anpassbar; Das Produktgewicht ist höher als bei Handpaste.
Beutel-Druckformen in Druckbeutel-Methode und Vakuumbeutel-Methode 2: (1) Druckbeutel-Methode Bei der Druckbeutel-Methode werden nicht verfestigte Produkte von Hand in einen Gummibeutel geformt, die Abdeckplatte fixiert und dann durch Druckluft oder Dampf (0,25 ~ 0,5 MPa), so dass sich die Produkte unter Heißpressbedingungen verfestigten. (2) Vakuumbeutelmethode Bei dieser Methode werden geformte, nicht verfestigte Produkte von Hand mit einer Gummifolienschicht eingeklebt, die Produkte zwischen der Gummifolie und der Form versiegelt, der Umfang abgedichtet und vakuumiert (0,05 ~ 0,07 MPa), so dass Blasen entstehen und sich verflüchtigen in den Produkten sind ausgeschlossen. Aufgrund des geringen Vakuumdrucks wird das Vakuumbeutelformverfahren nur zum Nassformen von Polyester- und Epoxidharz-Verbundprodukten verwendet.
(2) Heißdruckkessel- und Hydraulikkesselmethode
Die Methode des heißen autoklavierten Kessels und des hydraulischen Kessels erfolgt in einem Metallbehälter. Durch Erhitzen von Druckgas oder Flüssigkeit auf die nicht verfestigten Handpastenprodukte und den Druck wird daraus ein verfestigter Formprozess.
Autoklav-Methode Autoklav ist ein horizontaler Metalldruckbehälter, ungehärtete Handpastenprodukte sowie versiegelte Plastiktüten, Vakuum und dann mit der Form mit dem Auto, um den Autoklav durch Dampf (Druck beträgt 1,5 ~ 2,5 MPa) und Vakuum unter Druck zu fördern Produkte, Erhitzen, Blasenentladung, so dass es unter den Bedingungen des heißen Drucks erstarrt. Es vereint die Vorteile des Druckbeutelverfahrens und des Vakuumbeutelverfahrens mit kurzen Produktionszyklen und hoher Produktqualität. Mit der Heißautoklavenmethode können großformatige und komplexe Verbundprodukte mit hoher Qualität und hoher Leistung hergestellt werden. Die Größe des Produkts ist durch den Autoklaven begrenzt. Der derzeit größte Autoklav Chinas hat einen Durchmesser von 2,5 m und eine Länge von 18 m. Zu den Produkten, die entwickelt und angewendet wurden, gehören Flügel, Heck, Satellitenantennenreflektor, Raketenwiedereintrittskörper und luftgestützte Radome mit Sandwichstruktur. Der größte Nachteil dieser Methode ist der apparative Aufwand, das Gewicht, die komplexe Struktur und die hohen Kosten.
Methode des hydraulischen Wasserkochers Der hydraulische Wasserkocher ist ein geschlossener Druckbehälter, dessen Volumen kleiner ist als der des heißen Druckkessels, der aufrecht aufgestellt wird und durch den Druck von heißem Wasser hergestellt wird. Auf den unverfestigten Handpastenprodukten wird erhitzt und unter Druck gesetzt, so dass es sich verfestigt. Der Druck des hydraulischen Wasserkochers kann 2 MPa oder mehr erreichen und die Temperatur beträgt 80 bis 100 °C. Ölträger, auf 200℃ erhitzen. Das mit dieser Methode hergestellte Produkt ist dicht und hat einen kurzen Zyklus. Der Nachteil der hydraulischen Kesselmethode ist die hohe Investition in die Ausrüstung.
(3) Wärmeausdehnungsformverfahren
Beim Wärmeausdehnungsformen handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung hohler dünnwandiger Hochleistungsverbundprodukte. Sein Funktionsprinzip ist die Verwendung unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Formmaterialien, die Verwendung der Ausdehnung des erhitzten Volumens unterschiedlicher Extrusionsdrücke und der Aufbau des Produktdrucks. Die männliche Form des Wärmeausdehnungsformverfahrens besteht aus Silikonkautschuk mit großem Ausdehnungskoeffizienten, und die weibliche Form besteht aus Metallmaterial mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten. Die unverfestigten Produkte werden von Hand zwischen die Patrize und die Matrize gelegt. Durch den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Positiv- und Negativform entsteht ein enormer Verformungsunterschied, der dazu führt, dass die Produkte unter Heißdruck erstarren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29.06.22