• page_head_bg

Biết vài điều về quy trình đúc vật liệu composite (Ⅰ)

4

Công nghệ tạo hình vật liệu composite là cơ sở và điều kiện phát triển của ngành vật liệu composite.Với sự mở rộng của lĩnh vực ứng dụng vật liệu composite, ngành công nghiệp composite đang phát triển nhanh chóng, một số quy trình đúc đang được cải tiến, các phương pháp đúc mới tiếp tục ra đời, hiện có hơn 20 phương pháp đúc hỗn hợp ma trận polyme và được sử dụng thành công trong sản xuất công nghiệp, Như là:

(1) Quy trình tạo hình bằng tay - phương pháp tạo hình ướt;

(2) Quá trình hình thành phản lực;

(3) Công nghệ đúc chuyển nhựa (công nghệ RTM);

(4) Phương pháp ép túi (phương pháp túi áp lực) đúc;

(5) Đúc ép túi chân không;

(6) Công nghệ tạo hình bằng nồi hấp;

(7) Công nghệ tạo hình ấm thủy lực;

(8) Công nghệ đúc giãn nở nhiệt;

(9) Công nghệ tạo hình bánh sandwich;

(10) Quy trình sản xuất vật liệu đúc khuôn;

(11) Công nghệ ép vật liệu đúc ZMC;

(12) Quá trình đúc khuôn;

(13) Công nghệ sản xuất Laminate;

(14) Công nghệ tạo hình ống cán;

(15) Công nghệ tạo hình sản phẩm cuộn sợi;

(16) Quy trình sản xuất tấm liên tục;

(17) Công nghệ đúc;

(18) Quá trình ép đùn;

(19) Quy trình chế tạo ống quanh co liên tục;

(20) Công nghệ sản xuất vật liệu composite bện;

(21) Công nghệ sản xuất khuôn tấm nhựa nhiệt dẻo và quy trình đúc khuôn dập nguội;

(22) Quá trình ép phun;

(23) Quá trình ép đùn;

(24) Quy trình tạo hình ống đúc ly tâm;

(25) Công nghệ tạo hình khác.

Tùy thuộc vào vật liệu nền nhựa được chọn, các phương pháp trên phù hợp để sản xuất vật liệu tổng hợp nhiệt rắn và nhiệt dẻo tương ứng, và một số quy trình phù hợp cho cả hai.

Đặc điểm quy trình tạo hình sản phẩm composite: so với các công nghệ chế biến vật liệu khác, quy trình tạo hình vật liệu composite có những đặc điểm sau:

(1) Sản xuất vật liệu và đúc sản phẩm cùng một lúc để hoàn thành tình hình chung, quá trình sản xuất vật liệu composite, nghĩa là, quá trình đúc sản phẩm.Tính năng của vật liệu phải được thiết kế theo yêu cầu sử dụng của sản phẩm, do đó trong việc lựa chọn vật liệu, tỷ lệ thiết kế, xác định phương pháp phân lớp và đúc sợi, phải đáp ứng các tính chất lý hóa của sản phẩm, hình dạng cấu trúc và chất lượng bề ngoài. các yêu cầu.

(2) đúc sản phẩm là ma trận nhựa composite nhiệt rắn tương đối đơn giản, đúc là chất lỏng chảy, vật liệu gia cố là sợi mềm hoặc vải, do đó, với những vật liệu này để sản xuất các sản phẩm composite, quy trình và thiết bị yêu cầu đơn giản hơn nhiều so với các vật liệu khác, đối với một số sản phẩm chỉ có thể sản xuất một bộ khuôn.

Đầu tiên, liên hệ với quy trình đúc áp suất thấp

Quá trình đúc áp lực thấp tiếp xúc được đặc trưng bởi việc đặt cốt thép bằng tay, rửa trôi nhựa hoặc đặt cốt thép và nhựa đơn giản với sự hỗ trợ của công cụ.Một đặc điểm khác của quá trình đúc áp suất thấp tiếp xúc là quá trình đúc không cần áp dụng áp suất đúc (khuôn tiếp xúc), hoặc chỉ áp dụng áp suất đúc thấp (áp suất 0,01 ~ 0,7mpa sau khi đúc tiếp xúc, áp suất tối đa không vượt quá 2,0 mpa).

Tiếp xúc quy trình đúc áp suất thấp, là vật liệu đầu tiên trong khuôn nam, khuôn nam hoặc hình dạng thiết kế khuôn, sau đó thông qua gia nhiệt hoặc bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng, tháo khuôn và sau đó qua quá trình xử lý phụ trợ và sản phẩm.Thuộc loại quy trình đúc này là đúc thủ công, đúc máy bay phản lực, ép túi, đúc chuyển nhựa, đúc nồi hấp và đúc giãn nở nhiệt (đúc áp suất thấp).Hai đầu tiên là liên hệ hình thành.

Trong quy trình đúc áp suất thấp tiếp xúc, quy trình đúc dán bằng tay là phát minh đầu tiên trong việc sản xuất vật liệu composite nền polyme, phạm vi áp dụng rộng rãi nhất, các phương pháp khác là sự phát triển và cải tiến của quy trình đúc dán bằng tay.Ưu điểm lớn nhất của quá trình tạo hình tiếp xúc là thiết bị đơn giản, khả năng thích ứng rộng, đầu tư ít hơn và hiệu quả nhanh chóng.Theo số liệu thống kê trong những năm gần đây, quá trình đúc áp lực thấp tiếp xúc trong sản xuất công nghiệp vật liệu composite trên thế giới, vẫn chiếm tỷ trọng lớn, như Hoa Kỳ chiếm 35%, Tây Âu chiếm 25%, Nhật Bản chiếm 42%, Trung Quốc chiếm 75%.Điều này cho thấy tầm quan trọng và không thể thay thế của công nghệ đúc áp lực thấp tiếp xúc trong sản xuất công nghiệp vật liệu composite, nó là một phương pháp quy trình không bao giờ suy giảm.Nhưng khuyết điểm lớn nhất của nó là hiệu quả sản xuất thấp, cường độ lao động lớn, độ lặp lại của sản phẩm kém, v.v.

1. Nguyên liệu

Tiếp xúc áp suất thấp đúc nguyên liệu là vật liệu gia cố, nhựa và vật liệu phụ.

(1) Vật liệu nâng cao

Yêu cầu tạo hình tiếp xúc đối với vật liệu nâng cao: (1) vật liệu nâng cao dễ được tẩm nhựa;(2) Có đủ khả năng biến đổi hình dạng để đáp ứng yêu cầu đúc các sản phẩm có hình dạng phức tạp;(3) bong bóng dễ trừ;(4) có thể đáp ứng các yêu cầu về tính năng vật lý và hóa học trong điều kiện sử dụng của sản phẩm;⑤ Giá cả hợp lý (càng rẻ càng tốt), nguồn hàng dồi dào.

Các vật liệu gia cường để tạo hình tiếp xúc bao gồm sợi thủy tinh và vải của nó, sợi carbon và vải của nó, sợi Arlene và vải của nó, v.v.

(2) Vật liệu ma trận

Liên hệ với quy trình đúc áp suất thấp cho các yêu cầu vật liệu ma trận: (1) trong điều kiện dán bằng tay, dễ dàng ngâm vật liệu gia cố bằng sợi, dễ dàng loại trừ bong bóng, kết dính mạnh mẽ với sợi;(2) Ở nhiệt độ phòng có thể tạo gel, đông đặc và yêu cầu co ngót, ít bay hơi hơn;(3) Độ nhớt thích hợp: thường 0,2 ~ 0,5Pa · s, không thể tạo ra hiện tượng chảy keo;(4) không độc hại hoặc độc tính thấp;Giá cả hợp lý và đảm bảo nguồn hàng.

Các loại nhựa thường được sử dụng trong sản xuất là: nhựa polyester không no, nhựa epoxy, nhựa phenolic, nhựa bismaleimide, nhựa polyimide, v.v.

Yêu cầu về hiệu suất của một số quy trình tạo hình tiếp xúc cho nhựa:

Yêu cầu về phương pháp đúc đối với các đặc tính của nhựa

Sản xuất gel

1, đúc không chảy, dễ rã đông

2, tông màu đồng nhất, không có màu nổi

3, đóng rắn nhanh, không có nếp nhăn, bám dính tốt với lớp nhựa

Đúc bằng tay

1, ngâm tẩm tốt, dễ ngâm sợi, dễ loại bỏ bong bóng

2, lan truyền sau khi đóng rắn nhanh, ít tỏa nhiệt, co ngót

3, ít bay hơi, bề mặt của sản phẩm không dính

4. Độ bám dính tốt giữa các lớp

Ép phun

1. Đảm bảo các yêu cầu của tạo hình bằng tay

2. Phục hồi thixotropic sớm hơn

3, nhiệt độ ít ảnh hưởng đến độ nhớt của nhựa

4. Nhựa phải phù hợp trong một thời gian dài, và độ nhớt không được tăng lên sau khi bổ sung chất xúc tiến

Đúc túi

1, khả năng thấm ướt tốt, dễ dàng ngâm sợi, dễ xả bong bóng

2, đóng rắn nhanh, xử lý nhiệt nhỏ

3, không dễ chảy keo, kết dính chặt chẽ giữa các lớp

(3) Vật liệu phụ trợ

Quá trình hình thành tiếp xúc của vật liệu phụ, chủ yếu đề cập đến hai loại chất độn và màu, và chất đóng rắn, chất pha loãng, chất tạo độ cứng, thuộc hệ thống ma trận nhựa.

2, khuôn và chất phát hành

(1) Khuôn mẫu

Khuôn là thiết bị chính trong tất cả các loại quy trình tạo hình tiếp xúc.Chất lượng của khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và giá thành của sản phẩm nên phải được thiết kế và chế tạo cẩn thận.

Khi thiết kế khuôn phải xem xét một cách toàn diện các yêu cầu sau: (1) Đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của thiết kế sản phẩm, kích thước khuôn chính xác và bề mặt nhẵn;(2) có đủ độ bền và độ cứng;(3) tháo khuôn thuận tiện;(4) có đủ ổn định nhiệt;Trọng lượng nhẹ, nguồn nguyên liệu đầy đủ và giá thành rẻ.

Cấu tạo khuôn Khuôn tiếp xúc khuôn đúc được chia thành: khuôn nam, khuôn nam và khuôn ba loại, bất kể là loại khuôn nào, có thể căn cứ vào kích thước, yêu cầu của khuôn, thiết kế là khuôn nguyên chiếc hoặc khuôn lắp ráp.

Khi vật liệu làm khuôn được sản xuất, cần đáp ứng các yêu cầu sau:

① Có thể đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác kích thước, chất lượng bề ngoài và tuổi thọ của sản phẩm;

(2) Vật liệu làm khuôn phải có đủ độ bền, cứng đảm bảo khuôn không dễ bị biến dạng, hư hỏng trong quá trình sử dụng;

(3) nó không bị ăn mòn bởi nhựa và không ảnh hưởng đến việc đóng rắn nhựa;

(4) Khả năng chịu nhiệt tốt, sản phẩm đóng rắn và gia nhiệt, khuôn không bị biến dạng;

(5) Dễ sản xuất, dễ tháo khuôn;

(6) ngày để giảm trọng lượng khuôn, sản xuất thuận tiện;

⑦ Giá thành rẻ, nguyên liệu dễ kiếm.Các vật liệu có thể được sử dụng làm khuôn dán bằng tay là: gỗ, kim loại, thạch cao, xi măng, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp, chất dẻo xốp cứng và chất dẻo gia cường sợi thủy tinh.

Yêu cầu cơ bản của đại lý phát hành:

1. Không ăn mòn khuôn, không ảnh hưởng đến việc đóng rắn nhựa, độ bám dính của nhựa nhỏ hơn 0,01mpa;

(2) Thời gian tạo màng ngắn, độ dày đồng đều, bề mặt nhẵn;

Việc sử dụng an toàn, không có tác dụng độc hại;

(4) khả năng chịu nhiệt, có thể được làm nóng bằng nhiệt độ đóng rắn;

⑤ Nó rất dễ vận hành và rẻ.

Chất giải phóng của quá trình hình thành tiếp xúc chủ yếu bao gồm chất giải phóng màng, chất giải phóng chất lỏng và thuốc mỡ, chất giải phóng sáp.

Quy trình tạo hình bằng tay

Quy trình tạo hình bằng tay như sau:

(1) Chuẩn bị sản xuất

Kích thước của vị trí làm việc để dán tay phải được xác định theo kích thước sản phẩm và sản lượng hàng ngày.Địa điểm phải sạch sẽ, khô ráo và thông gió tốt và nhiệt độ không khí phải được giữ trong khoảng từ 15 đến 35 độ C.Phần tân trang sau xử lý phải được trang bị thiết bị khử bụi và phun nước.

Chuẩn bị khuôn bao gồm làm sạch, lắp ráp và chất giải phóng.

Khi pha chế keo nhựa thông, chúng ta cần chú ý hai vấn đề: (1) tránh cho keo trộn lẫn bọt khí;(2) Lượng keo không được quá nhiều và mỗi lượng nên được sử dụng hết trước khi gel nhựa thông.

Vật liệu gia cố Các loại và thông số kỹ thuật của vật liệu gia cố phải được lựa chọn dựa trên các yêu cầu của thiết kế.

(2) Dán và bảo dưỡng

Lớp dán thủ công lớp dán được chia thành phương pháp ướt và phương pháp khô làm hai: (1) vải sơ chế lớp khô làm nguyên liệu, vật liệu học trước (vải) theo mẫu được cắt thành vật liệu xấu, gia nhiệt làm mềm lớp , rồi xếp từng lớp lên khuôn, và chú ý loại bỏ bọt khí giữa các lớp, sao cho dày đặc.Phương pháp này được sử dụng để hấp tiệt trùng và đúc túi.(2) Phân lớp ướt trực tiếp trong khuôn sẽ tăng cường nhúng vật liệu, từng lớp gần khuôn, loại bỏ bong bóng, làm cho nó dày đặc.Quy trình dán tay chung với phương pháp xếp lớp này.Phân lớp ướt được chia thành dán lớp gelcoat và dán lớp cấu trúc.

Dụng cụ dán bằng tay Dụng cụ dán bằng tay có tác động rất lớn đến việc đảm bảo chất lượng sản phẩm.Có con lăn len, con lăn lông, con lăn xoắn ốc và cưa điện, máy khoan điện, máy đánh bóng, v.v.

Sản phẩm đông đặc hóa rắn xơ cứng trung tâm và chín qua hai giai đoạn: từ dạng gel đến chuyển tam giác thường muốn 24h, hiện nay độ đông đặc đạt mức 50% ~ 70% (độ cứng ba Kê là 15), có thể phá hủy, sau khi lấy ra đóng rắn dưới điều kiện môi trường tự nhiên Khả năng 1 ~ 2 tuần làm cho sản phẩm có độ bền cơ học, nói là chín, độ đông đặc của nó đạt trên 85%.Sưởi ấm có thể thúc đẩy quá trình đóng rắn.Đối với thép thủy tinh polyester, gia nhiệt ở 80 ℃ trong 3 giờ, đối với thép thủy tinh epoxy, nhiệt độ sau đóng rắn có thể được kiểm soát trong vòng 150 ℃.Có nhiều phương pháp gia nhiệt và đóng rắn, các sản phẩm vừa và nhỏ có thể được nung và đóng rắn trong lò đóng rắn, các sản phẩm lớn có thể được gia nhiệt hoặc gia nhiệt bằng tia hồng ngoại.

(3)Dđúc và mặc quần áo

Việc tháo khuôn tháo khuôn để đảm bảo rằng sản phẩm không bị hư hỏng.Các phương pháp tháo khuôn như sau: (1) Thiết bị tháo khuôn được lắp vào khuôn và vít được xoay khi tháo khuôn để đẩy sản phẩm ra.Khuôn ép khuôn áp lực có đầu vào là khí nén hoặc nước, quá trình tháo khuôn sẽ là khí nén hoặc nước (0,2mpa) giữa khuôn và sản phẩm, đồng thời dùng búa gỗ và búa cao su để sản phẩm và khuôn tách ra.(3) Phá khuôn các sản phẩm lớn (chẳng hạn như tàu thủy) với sự hỗ trợ của kích, cần trục và nêm gỗ cứng và các công cụ khác.(4) Các sản phẩm phức tạp có thể sử dụng phương pháp tháo khuôn thủ công để dán hai hoặc ba lớp FRP lên khuôn, được bảo dưỡng sau khi bóc ra khỏi khuôn, sau đó đưa lên khuôn để tiếp tục dán đến độ dày thiết kế, rất dễ dàng. tháo ra khỏi khuôn sau khi đóng rắn.

Mặc quần áo được chia thành hai loại: một là mặc quần áo theo kích cỡ, loại khác là sửa chữa các khiếm khuyết.(1) Sau khi định hình kích thước của sản phẩm, theo kích thước thiết kế để cắt bỏ phần thừa;(2) Sửa chữa khiếm khuyết bao gồm sửa chữa thủng, bong bóng, sửa chữa vết nứt, gia cố lỗ, v.v.

Kỹ thuật tạo phản lực

Công nghệ tạo hình bằng máy bay phản lực là sự cải tiến của phương pháp tạo hình bằng tay, mức độ bán cơ giới hóa.Công nghệ tạo hình bằng máy bay phản lực chiếm tỷ trọng lớn trong quá trình tạo hình vật liệu composite, như Hoa Kỳ 9,1%, Tây Âu 11,3%, Nhật Bản 21%.Hiện tại, máy ép phun trong nước chủ yếu được nhập khẩu từ Hoa Kỳ.

(1) Nguyên lý quá trình hình thành phản lực và ưu nhược điểm

Quá trình ép phun được trộn với chất khơi mào và chất xúc tiến của hai loại polyester, tương ứng từ súng phun ra ở cả hai bên, và sẽ cắt đứt sợi thủy tinh lưu động, bằng trung tâm ngọn đuốc, trộn với nhựa, đóng cặn vào khuôn, khi đóng cặn. đến một độ dày nhất định, với đầm lăn, làm cho sợi bão hòa nhựa, loại bỏ bọt khí, đóng rắn thành sản phẩm.

Ưu điểm của phương pháp đúc máy bay phản lực: (1) sử dụng sợi thủy tinh lưu động thay cho vải, có thể giảm chi phí vật liệu;(2) Hiệu quả sản xuất cao gấp 2-4 lần so với dán bằng tay;(3) Sản phẩm có tính toàn vẹn tốt, không có mối nối, độ bền cắt lớp xen kẽ cao, hàm lượng nhựa cao, chống ăn mòn tốt và chống rò rỉ;(4) nó có thể giảm tiêu thụ vỗ, cắt vải vụn và chất lỏng keo còn lại;Kích thước và hình dạng sản phẩm không bị hạn chế.Nhược điểm là: (1) hàm lượng nhựa cao, sản phẩm có độ bền thấp;(2) sản phẩm chỉ có thể làm mịn một mặt;③ Gây ô nhiễm môi trường và có hại cho sức khoẻ người lao động.

Hiệu suất tạo phản lực lên đến 15kg / phút, thích hợp cho sản xuất thân tàu lớn.Nó đã được sử dụng rộng rãi để chế biến bồn tắm, vỏ máy, nhà vệ sinh tích hợp, các bộ phận cơ thể ô tô và các sản phẩm cứu trợ lớn.

(2) Chuẩn bị sản xuất

Ngoài việc đáp ứng các yêu cầu của quá trình dán tay, cần đặc biệt chú ý đến khí thải môi trường.Theo kích thước của sản phẩm, phòng điều hành có thể được đóng lại để tiết kiệm năng lượng.

Chuẩn bị nguyên liệu Nguyên liệu chủ yếu là nhựa thông (chủ yếu là nhựa polyeste không no) và sợi thủy tinh không xoắn.

Chuẩn bị khuôn bao gồm làm sạch, lắp ráp và chất giải phóng.

Thiết bị ép phun Máy ép phun được chia thành hai loại: loại bình áp lực và loại bơm: (1) Máy ép phun kiểu bơm, là chất khởi tạo nhựa và chất xúc tiến tương ứng được bơm đến máy trộn tĩnh, trộn hoàn toàn và sau đó được phun ra. súng, được gọi là loại súng hỗn hợp.Các thành phần của nó là hệ thống điều khiển khí nén, bơm nhựa thông, bơm phụ, máy trộn, súng phun, kim phun cắt sợi, ... Bơm nhựa và bơm phụ được kết nối chặt chẽ bằng cánh tay đòn.Điều chỉnh vị trí của bơm phụ trên cánh tay khuấy để đảm bảo tỷ lệ nguyên liệu.Dưới tác động của máy nén khí, nhựa và tác nhân phụ được trộn đều trong máy trộn và tạo thành các giọt súng phun, được phun liên tục lên bề mặt khuôn cùng với sợi đã cắt.Máy phun keo này chỉ có một súng phun keo, cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhẹ, ít hao phí khởi tạo, nhưng do trộn trong hệ thống nên phải vệ sinh ngay sau khi hoàn thành, đề phòng tắc nghẽn đầu phun.(2) Máy phun cấp keo kiểu bình áp lực là lắp keo nhựa vào bình áp lực tương ứng và cho keo vào súng phun để phun liên tục nhờ áp suất khí vào bình.Nó bao gồm hai thùng nhựa, đường ống, van, súng phun, kim phun cắt sợi, xe đẩy và giá đỡ.Khi làm việc, kết nối nguồn khí nén, làm cho khí nén đi qua bộ phân tách không khí và nước vào bình chứa nhựa, dao cắt sợi thủy tinh và súng phun, để nhựa và sợi thủy tinh liên tục được phun ra bởi súng phun, phun hạt nhựa, sợi thủy tinh phân tán, trộn đều rồi chìm xuống khuôn.Tia này là nhựa thông trộn bên ngoài súng, nên không dễ dàng cắm đầu vòi của súng.

(3) Kiểm soát quá trình đúc phun

Lựa chọn thông số quá trình phun: ① Sản phẩm đúc phun hàm lượng nhựa, kiểm soát hàm lượng nhựa khoảng 60%.Khi độ nhớt của nhựa là 0,2Pa · s, áp suất bình chứa nhựa là 0,05-0,15mpa và áp suất nguyên tử hóa là 0,3-0,55mpa, tính đồng nhất của các thành phần có thể được đảm bảo.(3) Khoảng cách trộn của nhựa được phun bằng các Góc súng phun khác nhau là khác nhau.Nói chung, góc 20 ° được chọn và khoảng cách giữa súng phun và khuôn là 350 ~ 400mm.Để thay đổi khoảng cách, Góc của súng phun phải ở tốc độ cao để đảm bảo rằng từng thành phần được trộn ở giao điểm gần bề mặt khuôn để tránh keo bị bay đi.

Việc đúc khuôn phun cần lưu ý: (1) nhiệt độ môi trường cần được kiểm soát ở mức (25 ± 5) ℃, quá cao, dễ gây tắc nghẽn súng phun;Quá ít, trộn không đều, đóng rắn chậm;(2) Không được phép có nước vào hệ thống phản lực, nếu không chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng;(3) Trước khi tạo hình, phun một lớp nhựa thông lên khuôn, và sau đó phun lớp hỗn hợp sợi nhựa;(4) Trước khi ép phun, trước tiên hãy điều chỉnh áp suất không khí, kiểm soát hàm lượng nhựa và sợi thủy tinh;(5) Súng phun phải di chuyển đều để tránh rò rỉ và phun.Nó không thể đi trong một vòng cung.Độ chồng chéo giữa hai đường nhỏ hơn 1/3 và độ phủ và độ dày phải đồng đều.Sau khi rải một lớp phải dùng lu lu lèn ngay, cần chú ý các góc cạnh và bề mặt lồi lõm, đảm bảo từng lớp được ép phẳng, thoát hết bọt khí, ngăn ngừa bằng xơ gây gờ;Sau mỗi lớp phun phải kiểm tra, đủ tiêu chuẩn sau khi phun lớp tiếp theo;⑧ Lớp cuối cùng để phun một ít, làm cho bề mặt mịn;⑨ Làm sạch vòi phun ngay sau khi sử dụng để tránh hiện tượng đông cứng nhựa và làm hỏng thiết bị.

Đúc chuyển nhựa

Resin Transfer Molding viết tắt là RTM.RTM bắt đầu vào những năm 1950, là một công nghệ khuôn bế khép kín cải tiến quy trình đúc bằng tay, có thể sản xuất một sản phẩm ánh sáng hai mặt.Ở nước ngoài, Tiêm nhựa và Nhiễm trùng áp suất cũng được xếp vào danh mục này.

Nguyên tắc cơ bản của RTM là đặt vật liệu cốt sợi thủy tinh vào trong khoang khuôn của khuôn đã đóng.Gel nhựa được bơm vào khoang khuôn bằng áp lực, và vật liệu gia cố bằng sợi thủy tinh được ngâm, sau đó đóng rắn, và sản phẩm đúc được tháo khuôn.

Từ cấp độ nghiên cứu trước đó, hướng nghiên cứu và phát triển của công nghệ RTM sẽ bao gồm bộ phận phun được điều khiển bằng máy vi tính, công nghệ tạo phôi vật liệu nâng cao, khuôn giá rẻ, hệ thống đóng rắn nhựa nhanh, tính ổn định của quy trình và khả năng thích ứng, v.v.

Các đặc điểm của công nghệ tạo hình RTM: (1) có thể tạo ra sản phẩm hai mặt;(2) Hiệu quả tạo hình cao, thích hợp cho sản xuất các sản phẩm FRP quy mô vừa (dưới 20000 chiếc / năm);③RTM là hoạt động khuôn khép kín, không gây ô nhiễm môi trường và không gây hại cho sức khỏe người lao động;(4) vật liệu gia cố có thể được đặt theo bất kỳ hướng nào, dễ dàng nhận ra vật liệu gia cố theo trạng thái ứng suất của mẫu sản phẩm;(5) ít nguyên liệu thô và tiêu thụ năng lượng hơn;⑥ Đầu tư xây dựng nhà xưởng ít, nhanh chóng.

Công nghệ RTM được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, giao thông, viễn thông, y tế, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực công nghiệp khác.Các sản phẩm chúng tôi đã phát triển là: vỏ và phụ tùng ô tô, linh kiện xe giải trí, bột giấy xoắn ốc, cánh tuabin gió dài 8,5m, radome, vỏ máy, bồn tắm, phòng tắm, bảng bể bơi, chỗ ngồi, bồn nước, bốt điện thoại, cột điện báo , du thuyền nhỏ, v.v.

(1) Quy trình và thiết bị RTM

Toàn bộ quy trình sản xuất RTM được chia thành 11 quy trình.Người vận hành và công cụ, thiết bị của mỗi quá trình là cố định.Khuôn được vận chuyển bằng ô tô và lần lượt đi qua từng quy trình để nhận ra hoạt động của dòng chảy.Thời gian chu kỳ của khuôn trên dây chuyền cơ bản phản ánh chu kỳ sản xuất của sản phẩm.Các sản phẩm nhỏ thường chỉ mất mười phút, và chu kỳ sản xuất của các sản phẩm lớn có thể được kiểm soát trong vòng 1 giờ.

Thiết bị đúc Thiết bị đúc RTM chủ yếu là máy ép nhựa và khuôn.

Máy ép nhựa được cấu tạo bởi máy bơm nhựa và súng phun.Máy bơm hạt nhựa là một bộ máy bơm chuyển động qua lại bằng piston, trên cùng là máy bơm khí động học.Khi khí nén dẫn động piston của máy bơm không khí di chuyển lên và xuống, máy bơm nhựa sẽ bơm nhựa vào bình chứa nhựa một cách định lượng thông qua bộ điều khiển lưu lượng và bộ lọc.Cần gạt bên làm cho bơm chất xúc tác di chuyển và bơm định lượng chất xúc tác đến bể chứa.Khí nén được nạp đầy vào hai bình chứa để tạo ra một lực đệm ngược chiều với áp suất bơm, đảm bảo dòng nhựa và chất xúc tác ổn định đến đầu phun.Súng phun sau khi dòng chảy hỗn loạn trong máy trộn tĩnh, và có thể tạo nhựa và chất xúc tác trong điều kiện không có trộn khí, khuôn phun, và sau đó máy trộn súng có thiết kế đầu vào chất tẩy rửa, với bình chứa dung môi áp suất 0,28 MPa, khi máy sau khi sử dụng, bật công tắc, dung môi tự động, súng phun để vệ sinh sạch sẽ.

② Khuôn khuôn RTM được chia thành khuôn thép thủy tinh, khuôn kim loại mạ bề mặt thép thủy tinh và khuôn kim loại.Khuôn sợi thủy tinh dễ sản xuất và rẻ hơn, khuôn sợi thủy tinh polyester có thể được sử dụng 2.000 lần, khuôn sợi thủy tinh epoxy có thể được sử dụng 4.000 lần.Khuôn nhựa gia cố sợi thủy tinh với bề mặt mạ vàng có thể được sử dụng hơn 10000 lần.Khuôn kim loại hiếm khi được sử dụng trong quy trình THE RTM.Nói chung, phí khuôn của RTM chỉ bằng 2% đến 16% của SMC.

(2) Nguyên liệu thô RTM

RTM sử dụng các nguyên liệu thô như hệ thống nhựa, vật liệu gia cố và chất độn.

Hệ thống nhựa Loại nhựa chính được sử dụng trong quá trình RTM là nhựa polyester không bão hòa.

Vật liệu gia cố Vật liệu gia cường RTM chung chủ yếu là sợi thủy tinh, hàm lượng của nó là 25% ~ 45% (tỷ lệ trọng lượng);Vật liệu gia cố thường được sử dụng là nỉ liên hoàn sợi thủy tinh, nỉ composite và nỉ caro.

Chất độn rất quan trọng đối với quá trình RTM vì chúng không chỉ giảm chi phí và cải thiện hiệu suất mà còn hấp thụ nhiệt trong giai đoạn tỏa nhiệt của quá trình đóng rắn nhựa.Chất độn thường được sử dụng là nhôm hydroxit, hạt thủy tinh, canxi cacbonat, mica, v.v.Liều lượng của nó là 20% ~ 40%.

Phương pháp áp suất túi, phương pháp hấp tiệt trùng, phương pháp đun thủy lực vàtphương pháp đúc mở rộng hermal

Phương pháp áp suất túi, phương pháp hấp tiệt trùng, phương pháp ấm thủy lực và phương pháp đúc giãn nở nhiệt được gọi là quá trình ép áp suất thấp.Quá trình đúc khuôn của nó là sử dụng cách lát thủ công, vật liệu gia cố và nhựa (bao gồm vật liệu prereg) theo hướng thiết kế và sắp xếp từng lớp trên khuôn, sau khi đạt đến độ dày quy định, bằng áp lực, gia nhiệt, đóng rắn, tháo khuôn, mặc quần áo và lấy sản phẩm.Sự khác biệt giữa bốn phương pháp và quy trình tạo hình bằng tay chỉ nằm ở quy trình đóng rắn bằng áp lực.Do đó, chúng chỉ là sự cải tiến của quá trình tạo hình bằng tay, nhằm cải thiện mật độ của sản phẩm và độ bền liên kết giữa các lớp.

Với sợi thủy tinh có độ bền cao, sợi carbon, sợi boron, sợi aramong và nhựa epoxy làm nguyên liệu thô, các sản phẩm composite hiệu suất cao được chế tạo bằng phương pháp đúc áp suất thấp đã được sử dụng rộng rãi trong máy bay, tên lửa, vệ tinh và tàu con thoi.Chẳng hạn như cửa máy bay, cửa gió, mái vòm trên không, giá đỡ, cánh, đuôi, vách ngăn, tường và máy bay tàng hình.

(1) Phương pháp áp suất túi

Đúc ép túi là việc ép khuôn bằng tay các sản phẩm chưa đông đặc, thông qua các túi cao su hoặc các vật liệu đàn hồi khác để áp dụng áp suất khí hoặc chất lỏng, để sản phẩm dưới áp suất đặc, đông đặc.

Ưu điểm của phương pháp tạo hình túi là: (1) nhẵn cả hai mặt của sản phẩm;② Thích ứng với nhựa polyester, epoxy và phenolic;Trọng lượng sản phẩm cao hơn dán tay.

Phương pháp ép túi thành túi áp lực và phương pháp túi chân không 2: (1) phương pháp túi áp lực Phương pháp túi áp lực là phương pháp ép bằng tay các sản phẩm chưa đông đặc vào một túi cao su, cố định tấm bìa, sau đó thông qua khí nén hoặc hơi nước (0,25 ~ 0,5mpa), để các sản phẩm trong điều kiện ép nóng đông đặc.(2) Phương pháp túi chân không Phương pháp này là dán thủ công các sản phẩm chưa đông đặc đã định hình, với một lớp màng cao su, các sản phẩm giữa màng cao su và khuôn, niêm phong ngoại vi, hút chân không (0,05 ~ 0,07mpa), để các bọt khí và chất bay hơi trong các sản phẩm được loại trừ.Do áp suất chân không nhỏ, phương pháp tạo hình túi chân không chỉ được sử dụng để tạo hình ướt cho các sản phẩm composite polyester và epoxy.

(2) ấm áp suất nóng và phương pháp đun thủy lực

Phương pháp đun nước nóng hấp tiệt trùng và ấm đun nước thủy lực là trong thùng kim loại, thông qua khí nén hoặc chất lỏng trên các sản phẩm dán tay không đông đặc, gia nhiệt, áp suất, làm cho nó trở thành quá trình đúc rắn.

Phương pháp autoclave autoclave autoclave là một bình áp suất kim loại nằm ngang, các sản phẩm dán bằng tay không được đóng rắn, cộng với túi nhựa kín, hút chân không, sau đó với khuôn với ô tô để thúc đẩy nồi hấp, thông qua hơi nước (áp suất là 1,5 ~ 2,5mpa) và chân không, có áp suất sản phẩm, gia nhiệt, xả bong bóng, để nó đông đặc trong điều kiện áp suất nóng.Nó kết hợp những ưu điểm của phương pháp túi áp lực và phương pháp túi chân không, với chu kỳ sản xuất ngắn và chất lượng sản phẩm cao.Phương pháp hấp nóng có thể tạo ra các sản phẩm composite có kích thước lớn, hình dạng phức tạp, chất lượng cao, hiệu suất cao.Kích thước của sản phẩm được giới hạn bởi nồi hấp.Hiện tại, chiếc nồi hấp lớn nhất Trung Quốc có đường kính 2,5m và dài 18m.Các sản phẩm đã được phát triển và ứng dụng bao gồm cánh, đuôi, phản xạ ăng ten vệ tinh, thân tên lửa và radome cấu trúc bánh xích trên không.Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là đầu tư thiết bị, trọng lượng, kết cấu phức tạp, giá thành cao.

Phương pháp đun thủy lực Ấm thủy lực là một bình áp suất kín, thể tích nhỏ hơn bình đun nóng, đặt thẳng đứng, sản xuất thông qua áp lực của nước nóng, trên tay sản phẩm không đông đặc được nung nóng, có áp suất để nó đông đặc lại.Áp suất của ấm thủy lực có thể đạt 2MPa hoặc cao hơn, và nhiệt độ là 80 ~ 100 ℃.Vận chuyển dầu, nhiệt lên đến 200 ℃.Sản phẩm sản xuất theo phương pháp này dày đặc, chu kỳ ngắn, nhược điểm của phương pháp đun thủy lực là đầu tư thiết bị lớn.

(3) phương pháp đúc giãn nở nhiệt

Đúc giãn nở nhiệt là một quá trình được sử dụng để sản xuất các sản phẩm composite hiệu suất cao thành mỏng rỗng.Nguyên tắc làm việc của nó là sử dụng các hệ số giãn nở khác nhau của vật liệu khuôn, sử dụng thể tích được nung nóng của áp suất đùn khác nhau, cấu tạo của áp suất sản phẩm.Khuôn nam của phương pháp đúc giãn nở nhiệt là cao su silicon có hệ số giãn nở lớn, khuôn nữ là vật liệu kim loại có hệ số giãn nở nhỏ.Các sản phẩm chưa đông kết được đặt giữa khuôn đực và khuôn cái bằng tay.Do hệ số giãn nở của khuôn âm và dương khác nhau nên có sự chênh lệch biến dạng rất lớn, làm cho sản phẩm đông đặc dưới áp suất nóng.


Thời gian đăng bài: 29-06-22