適用於纖維複合材料的rtm成型工藝的製作方法
2023-06-09 18:11:56
適用於纖維複合材料的rtm成型工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，該工藝包括：1）根據產品的形狀設計製造模具，在上模的各抽氣孔內放置注膠孔銅製塞件，在上、下模貼合面均勻塗上臘或者脫模水，之後在上模上噴上一層PVA液體膜；2）將纖維預製體平整放入模具模腔中，合模，鎖模；3）將真空管插入模腔上的抽氣孔內，並用密封膠條把孔的四周從裡到外進行密封處理；4）對模腔抽真空進行保壓測試，當真空表的數值在5～10分鐘內維持在0.08Mpa-0.1Mpa時，保壓測試成功；5）注入樹脂，控制在注入樹脂的同時繼續抽真空；6）模具加熱固化，脫模處理。本發明可杜絕氣泡、積膠的產生，使樹脂均勻傳遞，與纖維充分浸漬；所製造產品兩面光滑，不易變形，脫膜更為容易。
【專利說明】適用於纖維複合材料的RTM成型工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及RTM製品成型【技術領域】，特別是涉及一種適用於纖維複合材料的RTM成型工藝。
【背景技術】
[0002]RTM (Resin Transfer Molding)是樹脂傳遞模塑成型的簡稱,它是首先在模腔中鋪放設計好的增強材料預成型體，然後在壓力或真空或兩者的共同作用下，將低粘度的樹脂注入到模腔中，樹脂在流動充模的過程中完成對增強材料預成型體的浸潤，並固化成型而得到複合材料構件的一種工藝方法，是一種先進的複合材料低成本的製備方法。近年來，RTM成型工藝以其所具備的產品品質好、生產效率高、投資少、能耗低等技術優勢而得到迅速發展，被廣泛應用到交通、航天、電訊等行業。但是，由於高科技發展的需求，對RTM成型在汽車、航空等行業提出了更高的需求，要求製品的尺寸穩定性更好、製品的孔隙率更低、成型時間更短。而傳統的RTM成型工藝不能滿足上述技術要求，主要體現在:
1、傳統的RTM工藝採用樹脂直接注射入模腔的方式，內部存一些未排盡的空氣，造成樹脂流動性不好，對纖維的浸潰不理想，製品存在著孔隙率較高等缺陷；
2、對於大面積、結構複雜的製品，模腔內部空氣更加難於排盡，即使在內部增加一層PTFE膜，也會出現皺摺的情況，造成製品面不夠光滑，內部有氣泡截留，且樹脂浸潰性差；
3、成型後的製品在真空抽氣孔處存在缺陷，有空氣進行入模腔，樹脂浸潰不均，隨著抽氣孔數量的增加，缺陷點也不斷增加，最終導致整個成型體的力學性能下降；
4、傳統的RTM成型模具採用上下模具直接合模，造成產品變形大，特別是對於一些結構複雜的模具，變形更大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服上述現有技術的缺陷，提供一種有效降低製品的孔隙率，提高製品的尺寸穩定性，且縮短成型時間的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝。
[0004]為實現本發明的目的所採取的技術方案為:
一種適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於包括:
根據產品的形狀設計製造模具，在上模的注膠孔內放置注膠孔銅製塞件，在上、下模貼合面上均勻塗上臘或者脫模水，在上模內壁上噴上一層PVA液體膜；
將纖維預製體平整放入模具模腔中，合模，鎖模；
將真空管插入模腔上的導流孔和抽氣孔內，並用密封膠條把孔的四周從裡到外進行密封處理；
對模腔抽真空進行保壓測試，當真空表的數值在5?10分鐘內維持在0.08Mpa?0.1Mpa時，保壓測試成功；
注入樹脂，控制在注入樹脂的同時繼續抽真空；
模具加熱固化，脫模處理。
[0005]所述臘或者脫模水的塗層厚度為0.0lmm?0.03mm。
[0006]所述PVA液體膜的塗層厚度為0.0lmm?0.03mm。
[0007]所述樹脂在注入之前進行抽真空處理。
[0008]所述樹脂的抽真空處理過程為:將調配好的樹脂放到密閉的真空裝置中，用氣管連接到真空泵，抽盡樹脂中的真空，約I?3分鐘，當裝置內壓力達到-0.1Mpa時，樹脂抽真空完畢。
[0009]所述導流孔為一個或者多個，設在上模四周，其四邊設有導流槽。
[0010]所述抽氣孔為一個或者多個，設在上模中間位置，所述抽氣孔為多個時，從上模中間向四周擴散設置。
[0011 ] 本發明的技術優勢體現在:
1、本發明經過模具設計、密封導流孔和抽氣孔、保壓測試、樹脂抽真空、邊注入樹脂邊抽真空等幾個步驟，完全杜絕了氣泡、積膠的產生，使樹脂均勻傳遞，與纖維充分浸潰。
[0012]2、本發明通過添加PVA液體模，保證了產品的兩面光滑，節省了打磨工序，提高後續外觀處理效率。
[0013]3、本發明採用模具緊固裝置，保證產品的穩定性，特別是一些異形件、結構複雜的模具，能更加穩定型腔尺寸，保證產品不會在成型過程中變形。
[0014]4、本發明的脫模更加容易，保護製品的尺寸穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明適用於纖維複合材料的RTM成型工藝的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實例對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。應該理解的是，實例是用於說明本發明而不是對本發明的限制。本發明的範圍與核心內容依據權利要求書加以確定。
[0017]1、根據產品的形狀設計製造模具，模具分為上模和下模，在上模上設有注膠孔、導流孔和抽氣孔，導流孔和抽氣孔的設置根據產品的大小設置為一個或多個，其中導流孔設在上模四周，其四邊開有導流槽，用於導流樹脂；抽氣孔設在上模中間位置，多個時，從中間向兩邊擴散。這種樹脂從四周進，中間抽氣的方式，可使樹脂均勻傳遞，確保樹脂均勻浸潤到纖維層中。模具用特製高分子材料製作。上模和下模的四周均設有一條10 mm的密封槽，用於密封。在上模的注膠孔內放置注膠孔銅製塞件。該注膠孔銅質塞件截面為環狀的銅製件，其目的是縮少注膠孔的截面，減少局部收縮，防止氣泡產生，使樹脂流動性更好；同時也可以更徹底的清潔注膠孔。
[0018]2、清理模具，在上、下模的貼合面上均勻塗上一層約0.0lmm?0.03mm厚的臘或者脫模水，有利於產品進行脫模處理，保護製品的尺寸穩定性。
[0019]3、在上模內壁噴上一層約0.0lmm?0.03mm厚的PVA液體膜(PVA脫模水，即聚乙烯醇脫模劑)。此目的是避免製品與模具上的臘或者脫模水直接接觸，造成後期要進行打磨處理，以致產品面不夠光滑的缺陷，塗上一層PVA液體膜，可節省打磨工序，產品表面更加光滑，提高生產效率。
[0020]4、準備纖維預製體，將其平整放入模腔中，合模，並在此基礎上進行鎖模，用夾具從兩斜對角，將模具進行進一步固定鎖緊，保證模具的平整性，穩定產品尺寸，保持型腔尺寸，特別對於一些異形件，更加要保持模具的平整性，以此來保證型腔的尺寸，避免尺寸變形，空氣進入。
[0021]5、將真空管插入到上模上的導流孔和抽氣孔內，並用密封膠條把孔的四周從裡到外進行密封處理，約5?8_膠條密封，進一步阻止空氣從孔的四周進入模腔造成模腔內有截留氣泡，保證氣孔處的密封性能。
[0022]6、保壓測試，利用模腔負壓和流體力學原理，對模腔內進行抽真空，在抽空管的一端接上真空表，用真空泵進行抽真空，約3-5分鐘，當真空表的數值維持在0.08Mpa-0.1Mpa這一範圍內某一數值不動時，維持時間5-10分鐘，即表示保壓測試成功。此測試可以更好抽盡模腔內的空氣，讓樹脂可以更加順利注入模腔，杜絕氣泡的產生，與纖維浸潰更加均勻。
[0023]7、樹脂抽真空，將調配好的樹脂放到一個密閉的真空裝置中，用氣管連接到真空泵，抽盡樹脂中的真空，約1-3分鐘，當裝置內壓力達到-0.1Mpa時，樹脂中抽真空完畢，防止樹脂中氣泡產生，促進與纖維充分浸潰。
[0024]8、採用一邊注入樹脂一邊抽真空的方式:從導流孔內注入樹脂，同時保持抽氣孔的繼續抽真空狀態，在模腔負壓的情況下，順利將樹脂導入，同時，在流體的壓力下，繼續抽真空，從而完全杜絕氣泡、積膠的產生，樹脂均勻傳遞，與纖維的充分浸潰。
[0025]9、模具加熱固化。
[0026]10、脫模處理。
【權利要求】
1.一種適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於包括: 根據產品的形狀設計製造模具，在上模的注膠孔內放置注膠孔銅製塞件，在上、下模貼合面上均勻塗上臘或者脫模水，在上模內壁上噴上一層PVA液體膜； 將纖維預製體平整放入模具模腔中，合模，鎖模； 將真空管插入模腔上的導流孔和抽氣孔內，並用密封膠條把孔的四周從裡到外進行密封處理； 對模腔抽真空進行保壓測試，當真空表的數值在5?10分鐘內維持在0.08Mpa?0.1Mpa時，保壓測試成功； 注入樹脂，控制在注入樹脂的同時繼續抽真空； 模具加熱固化，脫模處理。
2.按照權利要求1所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述臘或者脫模水的塗層厚度為0.0lmm?0.03mm。
3.按照權利要求1所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述PVA液體膜的塗層厚度為0.0lmm?0.03mm。
4.按照權利要求1所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述樹脂在注入之前進行抽真空處理。
5.按照權利要求4所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述樹脂的抽真空處理過程為:將調配好的樹脂放到密閉的真空裝置中，用氣管連接到真空泵，抽盡樹脂中的真空，約I?3分鐘，當裝置內壓力達到-0.1Mpa時，樹脂抽真空完畢。
6.按照權利要求4所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述上模和下模四周均設有密封槽。
7.按照權利要求4所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述導流孔為一個或者多個，設在上模四周，其四邊設有導流槽。
8.按照權利要求4所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述抽氣孔為一個或者多個，設在上模中間位置。
9.按照權利要求4或8所述的適用於纖維複合材料的RTM成型工藝，其特徵在於所述抽氣孔為多個時，從上模中間向四周擴散設置。
【文檔編號】B29C70/36GK104441689SQ201410735178
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】胡志榮 申請人:廣州市凱思勒新材料科技有限公司