CN104441689A - 适用于纤维复合材料的rtm成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，该工艺包括：1）根据产品的形状设计制造模具，在上模的各抽气孔内放置注胶孔铜制塞件，在上、下模贴合面均匀涂上腊或者脱模水，之后在上模上喷上一层PVA液体膜；2）将纤维预制体平整放入模具模腔中，合模，锁模；3）将真空管插入模腔上的抽气孔内，并用密封胶条把孔的四周从里到外进行密封处理；4）对模腔抽真空进行保压测试，当真空表的数值在5～10分钟内维持在0.08Mpa-0.1Mpa时，保压测试成功；5）注入树脂，控制在注入树脂的同时继续抽真空；6）模具加热固化，脱模处理。本发明可杜绝气泡、积胶的产生，使树脂均匀传递，与纤维充分浸渍；所制造产品两面光滑，不易变形，脱膜更为容易。<u/>

Description

适用于纤维复合材料的RTM成型工艺
技术领域
本发明涉及RTM制品成型技术领域，特别是涉及一种适用于纤维复合材料的RTM成型工艺。
背景技术
RTM（Resin Transfer Molding）是树脂传递模塑成型的简称，它是首先在模腔中铺放设计好的增强材料预成型体，然后在压力或真空或两者的共同作用下，将低粘度的树脂注入到模腔中，树脂在流动充模的过程中完成对增强材料预成型体的浸润，并固化成型而得到复合材料构件的一种工艺方法，是一种先进的复合材料低成本的制备方法。近年来，RTM成型工艺以其所具备的产品品质好、生产效率高、投资少、能耗低等技术优势而得到迅速发展，被广泛应用到交通、航天、电讯等行业。但是，由于高科技发展的需求，对RTM成型在汽车、航空等行业提出了更高的需求，要求制品的尺寸稳定性更好、制品的孔隙率更低、成型时间更短。而传统的RTM成型工艺不能满足上述技术要求，主要体现在：
1、传统的RTM工艺采用树脂直接注射入模腔的方式，内部存一些未排尽的空气，造成树脂流动性不好，对纤维的浸渍不理想，制品存在着孔隙率较高等缺陷；
2、对于大面积、结构复杂的制品，模腔内部空气更加难于排尽，即使在内部增加一层PTFE膜，也会出现皱折的情况，造成制品面不够光滑，内部有气泡截留，且树脂浸渍性差；
3、成型后的制品在真空抽气孔处存在缺陷，有空气进行入模腔，树脂浸渍不均，随着抽气孔数量的增加，缺陷点也不断增加，最终导致整个成型体的力学性能下降；
4、传统的RTM成型模具采用上下模具直接合模，造成产品变形大，特别是对于一些结构复杂的模具，变形更大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效降低制品的孔隙率，提高制品的尺寸稳定性，且缩短成型时间的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺。
为实现本发明的目的所采取的技术方案为：
一种适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于包括：
根据产品的形状设计制造模具，在上模的注胶孔内放置注胶孔铜制塞件，在上、下模贴合面上均匀涂上腊或者脱模水，在上模内壁上喷上一层PVA液体膜；
将纤维预制体平整放入模具模腔中，合模，锁模；
将真空管插入模腔上的导流孔和抽气孔内，并用密封胶条把孔的四周从里到外进行密封处理；
对模腔抽真空进行保压测试，当真空表的数值在5～10分钟内维持在0.08Mpa～0.1Mpa时，保压测试成功； 
注入树脂，控制在注入树脂的同时继续抽真空；
模具加热固化，脱模处理。
所述腊或者脱模水的涂层厚度为0.01mm～0.03mm。
所述PVA液体膜的涂层厚度为0.01mm～0.03mm。
所述树脂在注入之前进行抽真空处理。
所述树脂的抽真空处理过程为：将调配好的树脂放到密闭的真空装置中，用气管连接到真空泵，抽尽树脂中的真空，约1～3分钟，当装置内压力达到-0.1Mpa时，树脂抽真空完毕。
所述导流孔为一个或者多个，设在上模四周，其四边设有导流槽。
所述抽气孔为一个或者多个，设在上模中间位置，所述抽气孔为多个时，从上模中间向四周扩散设置。
本发明的技术优势体现在：
1、本发明经过模具设计、密封导流孔和抽气孔、保压测试、树脂抽真空、边注入树脂边抽真空等几个步骤，完全杜绝了气泡、积胶的产生，使树脂均匀传递，与纤维充分浸渍。
2、本发明通过添加PVA液体模，保证了产品的两面光滑，节省了打磨工序，提高后续外观处理效率。
3、本发明采用模具紧固装置，保证产品的稳定性，特别是一些异形件、结构复杂的模具，能更加稳定型腔尺寸，保证产品不会在成型过程中变形。
4、本发明的脱模更加容易，保护制品的尺寸稳定性。
附图说明
图1为本发明适用于纤维复合材料的RTM成型工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的具体实施方式作详细说明。应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
1、根据产品的形状设计制造模具，模具分为上模和下模，在上模上设有注胶孔、导流孔和抽气孔，导流孔和抽气孔的设置根据产品的大小设置为一个或多个，其中导流孔设在上模四周，其四边开有导流槽，用于导流树脂；抽气孔设在上模中间位置，多个时，从中间向两边扩散。这种树脂从四周进，中间抽气的方式，可使树脂均匀传递，确保树脂均匀浸润到纤维层中。模具用特制高分子材料制作。上模和下模的四周均设有一条10 mm的密封槽，用于密封。在上模的注胶孔内放置注胶孔铜制塞件。该注胶孔铜质塞件截面为环状的铜制件，其目的是缩少注胶孔的截面，减少局部收缩，防止气泡产生，使树脂流动性更好；同时也可以更彻底的清洁注胶孔。
2、清理模具，在上、下模的贴合面上均匀涂上一层约0.01mm～0.03mm厚的腊或者脱模水，有利于产品进行脱模处理，保护制品的尺寸稳定性。
3、在上模内壁喷上一层约0.01mm～0.03mm厚的PVA液体膜（PVA脱模水，即聚乙烯醇脱模剂）。此目的是避免制品与模具上的腊或者脱模水直接接触，造成后期要进行打磨处理，以致产品面不够光滑的缺陷，涂上一层PVA液体膜，可节省打磨工序，产品表面更加光滑，提高生产效率。
4、准备纤维预制体，将其平整放入模腔中，合模，并在此基础上进行锁模，用夹具从两斜对角，将模具进行进一步固定锁紧，保证模具的平整性，稳定产品尺寸，保持型腔尺寸，特别对于一些异形件，更加要保持模具的平整性，以此来保证型腔的尺寸，避免尺寸变形，空气进入。
5、将真空管插入到上模上的导流孔和抽气孔内，并用密封胶条把孔的四周从里到外进行密封处理，约5～8mm胶条密封，进一步阻止空气从孔的四周进入模腔造成模腔内有截留气泡，保证气孔处的密封性能。
6、保压测试，利用模腔负压和流体力学原理，对模腔内进行抽真空，在抽空管的一端接上真空表，用真空泵进行抽真空，约3-5分钟，当真空表的数值维持在0.08Mpa-0.1Mpa这一范围内某一数值不动时，维持时间5-10分钟，即表示保压测试成功。此测试可以更好抽尽模腔内的空气，让树脂可以更加顺利注入模腔，杜绝气泡的产生，与纤维浸渍更加均匀。
7、树脂抽真空，将调配好的树脂放到一个密闭的真空装置中，用气管连接到真空泵，抽尽树脂中的真空，约1-3分钟，当装置内压力达到-0.1Mpa时，树脂中抽真空完毕，防止树脂中气泡产生，促进与纤维充分浸渍。
8、采用一边注入树脂一边抽真空的方式：从导流孔内注入树脂，同时保持抽气孔的继续抽真空状态，在模腔负压的情况下，顺利将树脂导入，同时，在流体的压力下，继续抽真空，从而完全杜绝气泡、积胶的产生，树脂均匀传递，与纤维的充分浸渍。
9、模具加热固化。
10、脱模处理。

Claims (9)

1.一种适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于包括：
根据产品的形状设计制造模具，在上模的注胶孔内放置注胶孔铜制塞件，在上、下模贴合面上均匀涂上腊或者脱模水，在上模内壁上喷上一层PVA液体膜；
将纤维预制体平整放入模具模腔中，合模，锁模；
将真空管插入模腔上的导流孔和抽气孔内，并用密封胶条把孔的四周从里到外进行密封处理；
对模腔抽真空进行保压测试，当真空表的数值在5～10分钟内维持在0.08Mpa～0.1Mpa时，保压测试成功； 
注入树脂，控制在注入树脂的同时继续抽真空；
模具加热固化，脱模处理。
2.按照权利要求1所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述腊或者脱模水的涂层厚度为0.01mm～0.03mm。
3.按照权利要求1所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述PVA液体膜的涂层厚度为0.01mm～0.03mm。
4.按照权利要求1所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述树脂在注入之前进行抽真空处理。
5.按照权利要求4所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述树脂的抽真空处理过程为：将调配好的树脂放到密闭的真空装置中，用气管连接到真空泵，抽尽树脂中的真空，约1～3分钟，当装置内压力达到-0.1Mpa时，树脂抽真空完毕。
6.按照权利要求4所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述上模和下模四周均设有密封槽。
7.按照权利要求4所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述导流孔为一个或者多个，设在上模四周，其四边设有导流槽。
8.按照权利要求4所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述抽气孔为一个或者多个，设在上模中间位置。
9.按照权利要求4或8所述的适用于纤维复合材料的RTM成型工艺，其特征在于所述抽气孔为多个时，从上模中间向四周扩散设置。
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