CN107662355A - 一种rtm压热辅助成型装置及操作方法 - Google Patents

一种rtm压热辅助成型装置及操作方法 Download PDF

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王一奇
程平
鲍永杰
刘学术
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Abstract

本发明提供了一种RTM压热辅助成型装置及操作方法，属于复合材料成型技术领域。一种RTM压热辅助成型装置，包括压力控制系统、盛脂装置、限位阀、混凝胶、橡胶塞、固管装置、进脂导管、加热模具、回形加热管、高温膜、增强材料、出脂导管和回流瓶；在装置安装好后，根据树脂的特性调节加热模具的温度，使树脂的流动性一直保持在最佳状态，根据混凝胶的体积及增强材料的面积确定合适压力范围，通过千斤顶和真空泵的共同作用增加压力值，提高混凝胶的浸渍速度，即流动速度。本发明提供了提高RTM成型效率的装置与方法，实现浸渍速度的提高，大幅缩短成型时间。

Description

一种RTM压热辅助成型装置及操作方法
技术领域
本发明属于复合材料成型技术领域，涉及一种的RTM成型装置及成型方法。
背景技术
复合材料因具有高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀等特性，广泛应用于航空、航天、高铁、汽车等领域。在复合材料各类成型工艺当中，RTM成型工艺具有操作简单、成型制品修整量小、生产成本低廉等优点，因此被广泛应用于各类复合材料制品的成型加工之中。
树脂传递塑模法(RTM法)，是在一定的压力下将一定配比的树脂和固化剂的混合物(混凝胶)输送到预先放好的纤维增强材料的闭合模具当中，浸渍模具中的增强材料，浸渍完成后，在一定的固化温度下固化，固化完全后进行脱模，最后得到质量良好的复合材料成型制品。但是在利用RTM法成型时发现，混凝胶浸渍增强材料的速度特别慢，对于一块面积较小的试验样件，至少需要几个小时的时间来完成浸渍工作，这样严重影响了成型效率，浪费了大量的时间。
发明内容
本发明的目的是缩短RTM法的混凝胶浸渍增强材料的时间，提高成型效率。为了解决现有成型效率较低的问题，设计一种多重加压与加热模具提高混凝胶温度相结合的装置，从而大幅减少浸渍时间，提高成型效率；并设置回收装置，减少混凝胶的浪费，节约成本。
本发明的技术方案：
一种RTM压热辅助成型装置，包括压力控制系统、盛脂装置3、限位阀4、混凝胶5、橡胶塞6、固管装置7、进脂导管8、加热模具9、回形加热管10、高温膜11、增强材料12、出脂导管13和回流瓶14；
所述的压力控制系统包括千斤顶1、压力显示器2、固管装置7和真空泵15；
所述的千斤顶1上设有压力显示器2，用于显示压力值，其输出臂端与橡胶塞6连接，橡胶塞6用于密封盛脂装置3，通过千斤顶1的输出臂对其施加压力，进而增加进脂压力，随着盛脂装置3内的混凝胶5体积减少，调节千斤顶1的压力，
所述的固管装置7一端连接于将进脂导管8固定在千斤顶1的输出臂上，另一端连接于进脂导管8上，实现二者固定；
所述的盛脂装置3内壁固定有限位阀4，防止橡胶塞6下移到底部；进脂导管8一端穿过橡胶塞6插入混凝胶5中，混凝胶5通过进脂导管8流出到加热模具9上，增强材料12铺放在经过脱模处理的加热模具9中，加盖高温膜11，形成闭模装置；回形加热管10固定在加热模具9上，根据树脂的特性调节回形加热管10的温度使混凝胶5保持流动性；加热模具9、出脂导管(13)、回流瓶14和真空泵15依次连接，通过回流瓶14收集流过出脂导管(13)多余的混凝胶5，真空泵15和千斤顶1的共同作用增加压力值，提高混凝胶5流入到加热模具9的速度。
一种RTM压热辅助成型装置的操作方法，包括如下步骤：
第一步：
(1)根据增强材料13的体积大小，计算得到所需配制树脂与固化剂的质量；
(2)根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理；
(3)在模具中铺叠好增强材料13，密封上高温膜12，形成闭模装置；
第二步：
根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理，将处理后的混凝胶5加入盛脂装置3中，固定进脂导管8，安装橡皮塞6；安装闭模装置，将增强材料12铺放在经过脱模处理的加热模具9中，加盖上高温膜11形成闭模；连接回流瓶14与真空泵15。在装置安装好后，根据树脂的特性调节回形加热管10的温度，使树脂的流动性一直保持在最佳状态，根据混凝胶5的体积及增强材料12的面积确定合适压力范围，通过千斤顶1和真空泵15的共同作用增大压力值，提高混凝胶的流动速度；
第三步：
开启右边真空泵15，混凝胶5流入闭模装置，此时通过千斤顶1施加压力，增加进脂压力，提高混凝胶5流入闭模装置的速度，随着混凝胶5的体积减少，适时调节千斤顶1的压力，使其一直控制在一定的压力范围内；随着增强材料12的浸渍面积逐渐增大，直至混凝胶5流入出脂导管13，通过回流瓶14收集回收多余的混凝胶5；此时，停止真空泵15及千斤顶1的工作；将浸渍后增强材料13根据特定的温度进行固化一定的时间，最终即可得到成型件。
本发明的有益效果：
1本发明的RTM成型装置结构简单，操作方便，成型的成本低廉；
2此装置通过调节温度提高混凝胶的流动性及在进出口均设置压力装置，提高混凝胶浸渍速度，成型效率得到极大的提高；
3本发明尤其在对小型构件的成型加工过程中，效率提高显著，能够大幅缩短成型时间；并装有回收装置，减少混凝胶的浪费。
附图说明
图1是RTM成型装置的示意图。
图中：1千斤顶；2压力显示器；3盛脂装置；4限位阀；5混凝胶；6橡胶塞；7固管装置；8进脂导管；9加热模具；10回形加热管；11高温膜；12增强材料；13出脂管；14回流瓶；15真空泵。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种RTM压热辅助成型装置，包括压力控制系统、盛脂装置3、限位阀4、混凝胶5、橡胶塞6、固管装置7、进脂导管8、加热模具9、回形加热管10、高温膜11、增强材料12、出脂导管13和回流瓶14；
所述的压力控制系统包括千斤顶1、压力显示器2、固管装置7和真空泵15；
所述的千斤顶1上设有压力显示器2，用于显示压力值，其输出臂端与橡胶塞6连接，橡胶塞6用于密封盛脂装置3，通过千斤顶1的输出臂对其施加压力，进而增加进脂压力，随着盛脂装置3内的混凝胶5体积减少，调节千斤顶1的压力，
所述的固管装置7一端连接于将进脂导管8固定在千斤顶1的输出臂上，另一端连接于进脂导管8上，实现二者固定；
所述的盛脂装置3内壁固定有限位阀4，防止橡胶塞6下移到底部；进脂导管8一端穿过橡胶塞6插入混凝胶5中，混凝胶5通过进脂导管8流出到加热模具9上，增强材料12铺放在经过脱模处理的加热模具9中，加盖高温膜11，形成闭模装置；回形加热管10固定在加热模具9上，根据树脂的特性调节回形加热管10的温度使混凝胶5保持流动性；加热模具9、出脂导管(13)、回流瓶14和真空泵15依次连接，通过回流瓶14收集流过出脂导管(13)多余的混凝胶5，真空泵15和千斤顶1的共同作用增加压力值，提高混凝胶5流入到加热模具9的速度。
一种RTM压热辅助成型装置的操作方法，包括如下步骤：
第一步：
(1)根据增强材料13的体积大小，计算得到所需配制树脂与固化剂的质量；
(2)根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理；
(3)在模具中铺叠好增强材料13，密封上高温膜12，形成闭模装置；
第二步：
根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理，将处理后的混凝胶5加入盛脂装置3中，固定进脂导管8，安装橡皮塞6；安装闭模装置，将增强材料12铺放在经过脱模处理的加热模具9中，加盖上高温膜11形成闭模；连接回流瓶14与真空泵15。在装置安装好后，根据树脂的特性调节回形加热管10的温度，使树脂的流动性一直保持在最佳状态，根据混凝胶5的体积及增强材料12的面积确定合适压力范围，通过千斤顶1和真空泵15的共同作用增大压力值，提高混凝胶的流动速度；
第三步：
开启右边真空泵15，混凝胶5流入闭模装置，此时通过千斤顶1施加压力，增加进脂压力，提高混凝胶5流入闭模装置的速度，随着混凝胶5的体积减少，适时调节千斤顶1的压力，使其一直控制在一定的压力范围内；随着增强材料12的浸渍面积逐渐增大，直至混凝胶5流入出脂导管13，通过回流瓶14收集回收多余的混凝胶5；此时，停止真空泵15及千斤顶1的工作；将浸渍后增强材料13根据特定的温度进行固化一定的时间，最终即可得到成型件。

Claims (2)

1.一种RTM压热辅助成型装置，其特征在于，所述的一种RTM压热辅助成型装置，包括压力控制系统、盛脂装置(3)、限位阀(4)、混凝胶(5)、橡胶塞(6)、固管装置(7)、进脂导管(8)、加热模具(9)、回形加热管(10)、高温膜(11)、增强材料(12)、出脂导管(13)和回流瓶(14)；
所述的压力控制系统包括千斤顶(1)、压力显示器(2)、固管装置(7)和真空泵(15)；
所述的千斤顶(1)上设有压力显示器(2)，用于显示压力值，其输出臂端与橡胶塞(6)连接，橡胶塞(6)用于密封盛脂装置(3)，通过千斤顶(1)的输出臂对其施加压力，进而增加进脂压力，随着盛脂装置(3)内的混凝胶(5)体积减少，调节千斤顶(1)的压力，
所述的固管装置(7)一端连接于将进脂导管(8)固定在千斤顶(1)的输出臂上，另一端连接于进脂导管(8)上，实现二者固定；
所述的盛脂装置(3)内壁固定有限位阀(4)，防止橡胶塞(6)下移到底部；进脂导管(8)一端穿过橡胶塞(6)插入混凝胶(5)中，混凝胶(5)通过进脂导管(8)流出到加热模具(9)上，增强材料(12)铺放在经过脱模处理的加热模具(9)中，加盖高温膜(11)，形成闭模装置；回形加热管(10)固定在加热模具(9)上，根据树脂的特性调节回形加热管(10)的温度使混凝胶(5)保持流动性；加热模具(9)、出脂导管(13)、回流瓶(14)和真空泵(15)依次连接，通过回流瓶(14)收集流过出脂导管(13)多余的混凝胶(5)，真空泵(15)和千斤顶(1)的共同作用增加压力值，提高混凝胶(5)流入到加热模具(9)的速度。
2.一种RTM压热辅助成型装置的操作方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：
(1)根据增强材料(13)的体积大小，计算得到所需配制树脂与固化剂的质量；
(2)根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理；
(3)在模具中铺叠好增强材料(13)，密封上高温膜(12)，形成闭模装置；
第二步：
根据树脂与固化剂的配制比例混合好后进行抽真空处理，将处理后的混凝胶(5)加入盛脂装置(3)中，固定进脂导管(8)，安装橡皮塞(6)；安装闭模装置，将增强材料(12)铺放在经过脱模处理的加热模具(9)中，加盖上高温膜(11)形成闭模；连接回流瓶(14)与真空泵(15)；在装置安装好后，根据树脂的特性调节回形加热管(10)的温度，使树脂的流动性一直保持在最佳状态，根据混凝胶(5)的体积及增强材料(12)的面积确定合适压力范围，通过千斤顶(1)和真空泵(15)的共同作用增大压力值，提高混凝胶的流动速度；
第三步：
开启右边真空泵(15)，混凝胶(5)流入闭模装置，此时通过千斤顶(1)施加压力，增加进脂压力，提高混凝胶(5)流入闭模装置的速度，随着混凝胶(5)的体积减少，适时调节千斤顶(1)的压力，使其一直控制在一定的压力范围内；随着增强材料(12)的浸渍面积逐渐增大，直至混凝胶(5)流入出脂导管(13)，通过回流瓶(14)收集回收多余的混凝胶(5)；此时，停止真空泵(15)及千斤顶(1)的工作；将浸渍后增强材料(13)根据特定的温度进行固化一定的时间，最终即可得到成型件。
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