文档介绍：制件设计
. 尺寸
用RTM方法可以制作体积较大的制件。利用目前的技术工艺可以制作出20平方米甚至更大的制件。
模具的体积和重量能对RTM制件的大小起到决定性作用。
与单一的注入工艺相比,真空注入法能够明显降低模腔内压力约10%。
这样,较轻的模具就能够加工出较大的制件。
在树脂注入过程中,制件大小不会影响树脂的流动范围,这就可以通过在制件上设置若干个注入口来解决。
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~20毫米之间。
为了使制件填充更容易,整个制件表面的厚度应保持一致。
当厚度有变动时,可以是逐级递增的形式,但其增强度必须保持一致。
15~30°
当厚度达到20毫米或以上时,我们建议将模具直立,从底部往上填充,这样在树脂的液压作用下,就可以达到较好的效果。
制件厚度的精确性取决于下列四个条件:
--- 模具质量;
--- 能保持稳定模腔的模具的应用;
--- 所使用的树脂类型;
--- 增强程度。
. 拐角半径
在RTM制件的制作过程中,拐角半径的最小值是一个敏感问题。
尽可能保持增强层的铺敷均匀非常重要。
越是强调这一点,厚度就显得越重要。
下表是制件的不同厚度相对应的半径最小值
制件厚度
内半径最小值
-2 mm
2 mm
2-4 mm
3 mm
4-10 mm
5 mm
10-15 mm
10 mm
15-20 mm
20 mm
在夹层结构中,要确定半径最小值只需要考虑内表层和外表层。
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. 空隙
出现的空隙越多,脱模也就越容易。
我们建议遵循以下规则:
制件深度
最小空隙
0-200 mm
2 %
0-300 mm
3 %
0>500 mm
5 %
只要脱模操作时格外小心,就能够减小空隙。
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. 预埋件
RTM工艺中,可以使用预埋件但必须遵循一些严格的规则:
--- 使用的材料必须与树脂相兼容;
--- 预埋件的附着力应尽可能强以免发生断裂;
--- 表面进行处理或穿孔能巩固其附着力;
--- 在任何情况下,预埋件的厚度都不允许树脂反应放热时产生空隙或空洞,否则就会引起制件分层。
. 制件表面
用RTM工艺能制作出两面都光滑的制件。制件表面外观取决于以下三个方面:
. 模具
制件表面与模具表面和基质的质量有着直接的联系。
. 增强物
根据增强物的类型,其克重会影响到制件表面的光滑程度。如果增强物等级较高,必须使用表面毡。
树脂
树脂的反应性越强,其收缩性就越重要。
通过使用碳酸钙等填料,可吸收部分热量并减小收缩。
制作机动车体时,使用低收缩添加剂可以取得良好的效果。但操作温度应保持在60-80ºC之间。
. 增强物
对于复合材料的力学性能而言,最敏感的要素是增强材料。
根据所采用的工艺,增强材料的克重变化范围为15-65%。
没有万能的增强材料。每一种增强材料的选择都必须遵循下列原则:
--- 变形量;
--- 树脂流动性;
--- 材料本身所具有的力学优势。
. 夹层结构
要完成RTM夹层结构中的制件制作并不难。
相反,这种方法能够一次性制作出复杂的制件,而且非常经济。
用这种工艺所制作的制件具有以下几个主要的优点:
---- 重量轻;
---- 刚性好;
---- 隔音、抗热;
----
必须谨慎选择不同的填充材料。
. 生产规模
RTM工艺非常适合年生产量为500 -20,000
的中小型规模生产。
以下是三类生产规模:
生产规模
有胶衣
无胶衣
模具+裙边的投资量
低
一般
高
A 300~1000
×
×
B 1000~10000
×
×
C 10000~20000
×
×
规模A
与喷射工艺相比较,RTM工艺应用于每8小时生产至少5个制件时会比较经济。
规模B
与片状模塑料成型工艺/SMC相比,RTM是最具经济效益的。
规模C
若只出于经济上而非技术上的考虑,我们并不建议采用RTM工艺。
例:
夹层结构中有预埋件的制件,玻璃纤维、含有金属夹杂物的整体制件的比例非常重要。
. 概念
RTM工艺包括下列几种加工工艺:
--- 注射法;
--- 真空辅助注入法;
--- 真空或无真空下的浸渍压