Reçine transfer kalıplama (RTM) işlemi, fiber takviyeli reçine bazlı kompozit malzemeler için tipik bir sıvı kalıplama işlemidir ve temel olarak aşağıdakileri içerir:
(1) Gerekli bileşenlerin şekline ve mekanik performans gereksinimlerine göre fiber ön kalıpları tasarlayın;
(2) Önceden tasarlanmış fiber ön kalıbı kalıba yerleştirin, kalıbı kapatın ve fiber ön kalıbın karşılık gelen hacim fraksiyonunu elde etmek için sıkıştırın;
(3) Özel enjeksiyon ekipmanı altında, havayı gidermek ve fiber ön kalıbına batırmak için reçineyi belirli bir basınç ve sıcaklıkta kalıba enjekte edin;
(4) Fiber preform tamamen reçineye daldırıldıktan sonra kürleme reaksiyonu, kürleme reaksiyonu tamamlanana kadar belirli bir sıcaklıkta gerçekleştirilir ve nihai ürün çıkarılır.
Reçine transfer basıncı RTM prosesinde kontrol edilmesi gereken ana parametredir.Bu basınç, kalıp boşluğuna enjeksiyon ve takviye malzemesinin daldırılması sırasında karşılaşılan direncin üstesinden gelmek için kullanılır.Reçinenin iletimi tamamlama süresi sistem basıncı ve sıcaklığıyla ilişkilidir ve kısa süre üretim verimliliğini artırabilir.Ancak reçine akış hızı çok yüksek olursa yapıştırıcı zamanla takviye malzemesine nüfuz edemez ve sistem basıncının artması nedeniyle kazalar meydana gelebilir.Bu nedenle genellikle transfer işlemi sırasında kalıba giren reçine sıvısı seviyesinin 25 mm/dk'dan daha hızlı yükselmemesi gerekmektedir.Boşaltma portunu gözlemleyerek reçine transfer sürecini izleyin.Genellikle kalıptaki tüm gözlem portlarında tutkal taşması olduğunda ve artık kabarcık bırakmadığında transfer işleminin tamamlandığı ve eklenen gerçek reçine miktarının temel olarak eklenen reçinenin beklenen miktarıyla aynı olduğu varsayılır.Bu nedenle egzoz çıkışlarının ayarı dikkatle düşünülmelidir.
Reçine seçimi
Reçine sisteminin seçimi RTM prosesinin anahtarıdır.Reçine kalıp boşluğuna salındığında ve hızla elyafların içine sızdığında optimum viskozite 0,025-0,03Pa • s'dir.Polyester reçinenin viskozitesi düşüktür ve oda sıcaklığında soğuk enjeksiyonla tamamlanabilir.Ancak ürünün farklı performans gereksinimleri nedeniyle farklı tipte reçineler seçilecek ve viskoziteleri aynı olmayacaktır.Bu nedenle boru hattının ve enjeksiyon başlığının boyutu, uygun özel bileşenlerin akış gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır.RTM işlemine uygun reçineler arasında polyester reçine, epoksi reçine, fenolik reçine, poliimid reçine vb. yer alır.
Takviye malzemelerinin seçimi
RTM prosesinde cam elyaf, grafit elyaf, karbon elyaf, silisyum karbür, aramid elyaf gibi takviye malzemeleri seçilebilmektedir.Kısa kesilmiş elyaflar, tek yönlü kumaşlar, çok eksenli kumaşlar, dokuma, örgü, çekirdek malzemeleri veya ön kalıplar dahil olmak üzere tasarım ihtiyaçlarına göre çeşitler seçilebilir.
Ürün performansı açısından bakıldığında, bu işlemle üretilen parçalar yüksek lif hacmi oranına sahiptir ve parçaların spesifik şekline göre yerel lif takviyesiyle tasarlanabilmektedir, bu da ürün performansının iyileştirilmesi açısından faydalıdır.Üretim maliyetleri açısından bakıldığında kompozit bileşenlerin maliyetinin %70'i üretim maliyetlerinden kaynaklanmaktadır.Bu nedenle imalat maliyetlerinin nasıl azaltılacağı kompozit malzemelerin geliştirilmesinde acilen çözülmesi gereken önemli bir konudur.Reçine bazlı kompozit malzemelerin üretimine yönelik geleneksel sıcak presleme tank teknolojisiyle karşılaştırıldığında, RTM prosesi pahalı tank gövdeleri gerektirmez ve üretim maliyetlerini büyük ölçüde azaltır.Üstelik RTM prosesi ile üretilen parçalar tank boyutuyla sınırlı değildir ve parçaların boyut aralığı nispeten esnek olup, büyük ve yüksek performanslı kompozit bileşenler üretebilmektedir.Genel olarak, RTM prosesi kompozit malzeme imalatı alanında yaygın olarak uygulanmış ve hızla gelişmiştir ve kompozit malzeme imalatında baskın proses haline gelmesi kaçınılmazdır.
Son yıllarda havacılık ve uzay imalat endüstrisindeki kompozit malzeme ürünleri, yavaş yavaş yük taşımayan bileşenlerden ve küçük bileşenlerden, ana yük taşıyan bileşenlere ve büyük entegre bileşenlere doğru kaymıştır.Büyük ve yüksek performanslı kompozit malzemelerin imalatına acil bir talep var.Bu nedenle vakum destekli reçine transferli kalıplama (VA-RTM) ve hafif reçine transferli kalıplama (L-RTM) gibi işlemler geliştirilmiştir.
Vakum destekli reçine transferli kalıplama prosesi VA-RTM prosesi
Vakum destekli reçine transferli kalıplama işlemi VA-RTM, geleneksel RTM işleminden türetilen bir işlem teknolojisidir.Bu prosesin ana prosesi, fiber preformun bulunduğu kalıbın iç kısmını vakumlamak için vakum pompaları ve diğer ekipmanların kullanılmasıdır, böylece reçine vakum negatif basıncının etkisi altında kalıba enjekte edilir ve infiltrasyon prosesi elde edilir. fiber ön kalıbı ve son olarak kompozit malzeme parçalarının gerekli şeklini ve fiber hacim fraksiyonunu elde etmek için kalıp içinde katılaştırılıp şekillendirilir.
Geleneksel RTM teknolojisiyle karşılaştırıldığında, VA-RTM teknolojisi, kalıp içindeki enjeksiyon basıncını azaltabilen ve kalıbın ve fiber ön kalıbın deformasyonunu büyük ölçüde azaltabilen, böylece ekipman ve kalıplar için prosesin performans gereksinimlerini azaltabilen kalıp içinde vakum pompalamayı kullanır. .Ayrıca RTM teknolojisinin daha hafif kalıplar kullanmasına olanak tanır ve bu da üretim maliyetlerinin azaltılması açısından faydalıdır.Bu nedenle bu teknoloji büyük kompozit parçaların üretimi için daha uygundur. Örneğin köpük sandviç kompozit plaka, havacılık alanında yaygın olarak kullanılan büyük bileşenlerden biridir.
Genel olarak VA-RTM süreci, büyük ve yüksek performanslı havacılık kompozit bileşenlerinin hazırlanması için oldukça uygundur.Ancak bu süreç Çin'de hâlâ yarı mekanize olduğundan ürün üretim verimliliğinin düşük olmasına neden oluyor.Üstelik proses parametrelerinin tasarımı çoğunlukla tecrübeye dayanıyor ve akıllı tasarıma henüz ulaşılamadı, bu da ürün kalitesini doğru bir şekilde kontrol etmeyi zorlaştırıyor.Aynı zamanda birçok çalışma, bu işlem sırasında reçine akışı yönünde basınç gradyanlarının kolaylıkla oluşturulduğunu, özellikle vakumlu torbalar kullanıldığında, reçine akışının ön kısmında belirli bir derecede basınç gevşemesi olacağını ve bunun da reçine sızmasını etkiler, iş parçasının içinde kabarcıkların oluşmasına neden olur ve ürünün mekanik özelliklerini azaltır.Aynı zamanda, eşit olmayan basınç dağılımı, iş parçasının eşit olmayan kalınlık dağılımına neden olacak ve nihai iş parçasının görünüm kalitesini etkileyecektir. Bu aynı zamanda teknolojinin hala çözmesi gereken teknik bir zorluktur.
Hafif reçine transfer kalıplama prosesi L-RTM prosesi
Hafif reçine transfer kalıplama için L-RTM işlemi, geleneksel VA-RTM işlem teknolojisi temelinde geliştirilen yeni bir teknoloji türüdür.Şekilde gösterildiği gibi, bu işlem teknolojisinin ana özelliği, alt kalıbın metal veya başka bir sert kalıbı benimsemesi ve üst kalıbın yarı sert hafif bir kalıbı benimsemesidir.Kalıbın iç kısmı çift sızdırmazlık yapısıyla tasarlanmıştır ve üst kalıp vakumla dışarıdan sabitlenirken iç kısım reçineyi vermek için vakum kullanır.Bu işlemin üst kalıbında yarı sert kalıp kullanılması ve kalıbın içindeki vakum durumu nedeniyle kalıp içindeki basınç ve kalıbın imalat maliyeti büyük ölçüde azalır.Bu teknoloji büyük kompozit parçalar üretebilmektedir.Geleneksel VA-RTM işlemiyle karşılaştırıldığında bu işlemle elde edilen parçaların kalınlığı daha düzgün olup, üst ve alt yüzeylerin kalitesi daha üstündür.Aynı zamanda, üst kalıptaki yarı sert malzemelerin kullanımı yeniden kullanılabilir. Bu teknoloji, VA-RTM prosesinde vakum poşetlerinin israfını önleyerek, onu yüksek yüzey kalitesi gereksinimlerine sahip havacılık kompozit parçalarının üretimi için son derece uygun hale getirir.
Ancak fiili üretim sürecinde bu süreçte hala bazı teknik zorluklar bulunmaktadır:
(1) Üst kalıpta yarı sert malzemelerin kullanılması nedeniyle, malzemenin yetersiz sertliği, vakumlu sabit kalıp işlemi sırasında kolayca çökmeye yol açabilir, bu da iş parçasının eşit olmayan kalınlığına neden olur ve yüzey kalitesini etkiler.Aynı zamanda kalıbın sertliği de kalıbın ömrünü etkiler.L-RTM için kalıp olarak uygun yarı sert malzemenin nasıl seçileceği bu prosesin uygulanmasındaki teknik zorluklardan biridir.
(2) L-RTM proses teknolojisi kalıbının içinde vakum pompalamanın kullanılması nedeniyle kalıbın sızdırmazlığı, prosesin düzgün ilerlemesinde çok önemli bir rol oynar.Yetersiz sızdırmazlık, iş parçasının içine yetersiz reçine sızmasına neden olarak performansını etkileyebilir.Bu nedenle kalıp kapatma teknolojisi bu prosesin uygulanmasındaki teknik zorluklardan biridir.
(3) L-RTM işleminde kullanılan reçine, enjeksiyon basıncını azaltmak ve kalıbın servis ömrünü uzatmak için doldurma işlemi sırasında düşük viskoziteyi korumalıdır.Uygun bir reçine matrisinin geliştirilmesi bu prosesin uygulanmasındaki teknik zorluklardan biridir.
(4) L-RTM prosesinde, düzgün reçine akışını teşvik etmek için genellikle kalıp üzerinde akış kanallarının tasarlanması gerekir.Akış kanalı tasarımının makul olmaması, parçalarda kuru noktalar ve zengin gres gibi kusurlara neden olarak parçaların nihai kalitesini ciddi şekilde etkileyebilir.Özellikle karmaşık üç boyutlu parçalar için kalıp akış kanalının makul şekilde nasıl tasarlanacağı da bu prosesin uygulanmasındaki teknik zorluklardan biridir.
Gönderim zamanı: Ocak-18-2024
