RTM 工艺具有成型性好,增强材料和基体树脂的复合自由度宽,并能改善操作环境等特点,并且没有有机溶剂和玻璃纤维的挥散问题。但由于该工艺方法,所用的增强材料在放入成形模前,必须进行预成形,因此该工艺方法普及得比较晚。为了解决增强材料的预成形问题,国外正在开发各种预成形技术,甚至开发不需要预成形的RTM方法。 这些改良型RTM法,不但可大幅度提高可操作性,并且能进一步改善操作环境。本文将介绍日本富山县工业技术研究所开发的,能够提高生产能力的一种改良型的RTM方法。
改良型RTM方法的原理,是利用增强材料编织物具有较好的伸缩性,合模后,增强材料在模腔内可以自行伸长,并且封闭固定,以此来达到增强材料预成型的目的。玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强材料的增强性好,伸缩性低。但其编织物本身具有伸缩性,因此可以用低伸缩性的纤维,纺织出具有伸缩性的布。若将增材编织物,放入成型模的阴模上,然后固定其端部。 阳模合模后,增强材料在模腔内伸长成型,然后注入树脂,固化成型。采用这种方法,可在任何形状的成形模内,封闭固定住增强材料,不会由于成形模的不同,而变更预成形设备,并且还能制成形状较为复杂的玻璃钢制品。
一般来讲,编织物纤维束的构造,对其伸缩性有较大的影响,根据纤维束的方向,可将编织物分为横编和纵编两大类。家庭常用的编机均为横编机,毛衣、袜子等都属于横编类织物。纵编需要纵丝的准备工作,生产机器很大,具有一定规模的工厂才能生产,比起横编,它的生产率较高。
目前生产速度最快的纵编编机,每分钟转数为2000转(一般编机每分钟为1.2转)。纵编织物,不会出现象横编那样线的脱解问题。
对于RTM工艺所用的编织物,横编织、纵编织物都可以。该改良型RTM方法,应用的是纵编织物。纵编机能织出厚度为几毫米,到50毫米的半立体构造的织物。这些编织物均可用作RTM的增强材料。由于这种编织物不再需要叠层,用一张编织物即可成形,因而不存在增强材料的层间剥离现象。该编织物由表编、内编和中间层等构成。编织物的强度、伸缩度、方向性等,均随着构成条件的不同而有所变化。
RTM成形时,首先要准备好成形模。合模时,为了使增强材料不致脱离阴模内部,必须把增强材料的端部,固定在阴模上。固定时,可以用销钉状的夹具,或者直接在阴模上配置销钉。销钉的大小及其配置,均要考虑增强材料的伸缩程度和端部的张力。从操作角度来看,用阴膜配置销钉时容易合模,并且树脂固化后脱模性也好。若采用半立体构造的编织物时,注入树脂后,很难除去中间层的空气,因而采用模内真空脱气后,再注入树脂或加压注入树脂的方法为宜。
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