Երկու RTM գործընթացներ, որոնք հարմար են լայնածավալ բարձրորակ կոմպոզիտային նյութերի համար

Խեժի փոխանցման ձուլման գործընթացը (RTM) տիպիկ հեղուկ ձուլման գործընթաց է մանրաթելային ամրացված խեժի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերի համար, որը հիմնականում ներառում է.
(1) Նախագծային մանրաթելային նախաֆորմաներ՝ ըստ պահանջվող բաղադրիչների ձևի և մեխանիկական կատարողականության պահանջների.
(2) Նախապես մշակված մանրաթելային նախածանցը դնել կաղապարի մեջ, փակել կաղապարը և սեղմել այն, որպեսզի ստացվի մանրաթելային նախաֆորմայի համապատասխան ծավալային բաժինը.
(3) Մասնագիտացված ներարկման սարքավորումների ներքո խեժ ներարկեք կաղապարի մեջ որոշակի ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում՝ օդը վերացնելու և այն մանրաթելերի նախածանցի մեջ ընկղմելու համար.
(4) Այն բանից հետո, երբ մանրաթելային նախածանցը ամբողջությամբ ընկղմվում է խեժի մեջ, ամրացման ռեակցիան իրականացվում է որոշակի ջերմաստիճանում, մինչև ամրացման ռեակցիան ավարտվի, և վերջնական արտադրանքը դուրս բերվի:

Խեժի փոխանցման ճնշումը հիմնական պարամետրն է, որը պետք է վերահսկվի RTM գործընթացում:Այս ճնշումը օգտագործվում է հաղթահարելու դիմադրությունը, որը հանդիպում է կաղապարի խոռոչի մեջ ներարկման և ամրապնդող նյութի ընկղմման ժամանակ:Խեժի փոխանցման ավարտի ժամանակը կապված է համակարգի ճնշման և ջերմաստիճանի հետ, և կարճ ժամանակը կարող է բարելավել արտադրության արդյունավետությունը:Բայց եթե խեժի հոսքի արագությունը չափազանց բարձր է, սոսինձը չի կարող ժամանակին ներթափանցել ամրապնդող նյութը, և վթարները կարող են տեղի ունենալ համակարգի ճնշման բարձրացման պատճառով:Հետևաբար, սովորաբար պահանջվում է, որ փոխանցման գործընթացում կաղապար մտնող խեժի հեղուկի մակարդակը չպետք է բարձրանա 25 մմ/րոպից ավելի արագ:Դիտարկեք խեժի փոխանցման գործընթացը՝ դիտարկելով լիցքաթափման պորտը:Սովորաբար ենթադրվում է, որ փոխանցման գործընթացն ավարտված է, երբ կաղապարի բոլոր դիտարկման նավահանգիստները սոսնձի հեղեղում ունեն և այլևս չեն թողնում փուչիկները, իսկ ավելացված խեժի իրական քանակը հիմնականում նույնն է, ինչ ավելացված խեժի ակնկալվող քանակությունը:Հետևաբար, արտանետվող ելքերի կարգավորումը պետք է ուշադիր դիտարկվի:

Խեժի ընտրություն

Խեժի համակարգի ընտրությունը RTM գործընթացի բանալին է:Օպտիմալ մածուցիկությունը 0,025-0,03Pa • վ է, երբ խեժը արձակվում է կաղապարի խոռոչ և արագ ներթափանցում մանրաթելերի մեջ:Պոլիեսթեր խեժն ունի ցածր մածուցիկություն և կարող է ավարտվել սենյակային ջերմաստիճանում սառը ներարկման միջոցով:Այնուամենայնիվ, արտադրանքի տարբեր կատարողական պահանջների պատճառով կընտրվեն տարբեր տեսակի խեժեր, և դրանց մածուցիկությունը նույնը չի լինի:Հետևաբար, խողովակաշարի և ներարկման գլխի չափերը պետք է նախագծված լինեն համապատասխան հատուկ բաղադրիչների հոսքի պահանջներին համապատասխան:RTM գործընթացի համար հարմար խեժերը ներառում են պոլիեսթեր խեժ, էպոքսիդային խեժ, ֆենոլային խեժ, պոլիիմիդ խեժ և այլն:

Ամրապնդող նյութերի ընտրություն

RTM գործընթացում կարող են ընտրվել ամրապնդող նյութեր, ինչպիսիք են ապակե մանրաթելը, գրաֆիտի մանրաթելը, ածխածնի մանրաթելը, սիլիցիումի կարբիդը և արամիդային մանրաթելը:Սորտերը կարող են ընտրվել ըստ դիզայնի կարիքների, ներառյալ կարճ կտրվածքի մանրաթելերը, միակողմանի գործվածքները, բազմաառանցքային գործվածքները, հյուսելը, տրիկոտաժը, հիմնական նյութերը կամ նախնական ձևերը:
Արտադրանքի կատարողականի տեսանկյունից՝ այս գործընթացի արդյունքում արտադրված մասերն ունեն մանրաթելերի բարձր ծավալային մասնաբաժին և կարող են նախագծվել տեղական մանրաթելային ամրացմամբ՝ ըստ մասերի հատուկ ձևի, ինչը ձեռնտու է արտադրանքի կատարողականությունը բարելավելու համար:Արտադրության ծախսերի տեսանկյունից, կոմպոզիտային բաղադրիչների արժեքի 70%-ը գալիս է արտադրական ծախսերից:Հետևաբար, ինչպես նվազեցնել արտադրական ծախսերը, կարևոր խնդիր է, որը հրատապ լուծում է պահանջում կոմպոզիտային նյութերի մշակման ժամանակ:Համեմատած ավանդական տաք սեղմման տանկի տեխնոլոգիայի հետ` խեժի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերի արտադրության համար, RTM գործընթացը չի պահանջում թանկարժեք տանկի մարմիններ, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է արտադրության ծախսերը:Ավելին, RTM գործընթացով արտադրված մասերը չեն սահմանափակվում տանկի չափսերով, և մասերի չափերի շրջանակը համեմատաբար ճկուն է, որը կարող է արտադրել մեծ և բարձր արդյունավետությամբ կոմպոզիտային բաղադրիչներ:Ընդհանուր առմամբ, RTM գործընթացը լայնորեն կիրառվել և արագորեն զարգացել է կոմպոզիտային նյութերի արտադրության ոլորտում և պարտադիր է դառնալու գերիշխող գործընթացը կոմպոզիտային նյութերի արտադրության մեջ:
Վերջին տարիներին օդատիեզերական արտադրության արդյունաբերության կոմպոզիտային նյութերի արտադրանքը աստիճանաբար տեղափոխվել է ոչ բեռ կրող բաղադրիչներից և փոքր բաղադրիչներից դեպի հիմնական բեռ կրող բաղադրիչներ և խոշոր ինտեգրված բաղադրիչներ:Խոշոր և բարձր արդյունավետությամբ կոմպոզիտային նյութերի արտադրության հրատապ պահանջարկ կա:Հետևաբար, մշակվել են այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են վակուումային օգնությամբ խեժի փոխանցման ձևավորումը (VA-RTM) և թեթև խեժի փոխանցման ձևավորումը (L-RTM):

Վակուումային օգնությամբ խեժի փոխանցման ձևավորման գործընթացը VA-RTM գործընթաց

Վակուումային օգնությամբ խեժի փոխանցման ձևավորման գործընթացը VA-RTM-ը գործընթացի տեխնոլոգիա է, որը բխում է ավանդական RTM գործընթացից:Այս գործընթացի հիմնական գործընթացը վակուումային պոմպերի և այլ սարքավորումների օգտագործումն է՝ կաղապարի ներսը, որտեղ գտնվում է մանրաթելային նախածանցը, որպեսզի խեժը ներարկվի կաղապարի մեջ վակուումային բացասական ճնշման ազդեցության տակ՝ հասնելով ներթափանցման գործընթացին։ մանրաթելի նախածանցը և վերջապես ամրանալով և ձևավորվելով կաղապարի ներսում՝ ստանալով կոմպոզիտային նյութի մասերի պահանջվող ձևը և մանրաթելային ծավալը:

Ավանդական RTM տեխնոլոգիայի համեմատ՝ VA-RTM տեխնոլոգիան օգտագործում է վակուումային պոմպը կաղապարի ներսում, ինչը կարող է նվազեցնել ներարկման ճնշումը կաղապարի ներսում և մեծապես նվազեցնել կաղապարի և մանրաթելերի դեֆորմացիան՝ դրանով իսկ նվազեցնելով սարքավորումների և կաղապարների գործընթացի կատարողական պահանջները։ .Այն նաև թույլ է տալիս RTM տեխնոլոգիան օգտագործել ավելի թեթև կաղապարներ, ինչը ձեռնտու է արտադրության ծախսերը նվազեցնելու համար:Հետևաբար, այս տեխնոլոգիան ավելի հարմար է խոշոր կոմպոզիտային մասերի արտադրության համար, օրինակ՝ փրփուր սենդվիչ կոմպոզիտային ափսեը օդատիեզերական ոլորտում սովորաբար օգտագործվող խոշոր բաղադրիչներից մեկն է:
Ընդհանուր առմամբ, VA-RTM գործընթացը շատ հարմար է ավիատիեզերական կոմպոզիտային խոշոր և բարձր արդյունավետության բաղադրիչների պատրաստման համար:Այնուամենայնիվ, այս գործընթացը դեռևս կիսամեքենայացված է Չինաստանում, ինչը հանգեցնում է արտադրանքի արտադրության ցածր արդյունավետության:Ավելին, գործընթացի պարամետրերի նախագծումը հիմնականում հիմնված է փորձի վրա, և խելացի դիզայնը դեռ ձեռք չի բերվել, ինչը դժվարացնում է արտադրանքի որակի ճշգրիտ վերահսկումը:Միևնույն ժամանակ, բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ այս գործընթացի ընթացքում ճնշման գրադիենտները հեշտությամբ ստեղծվում են խեժի հոսքի ուղղությամբ, հատկապես վակուումային տոպրակներ օգտագործելիս, խեժի հոսքի առջևում կլինի ճնշման որոշակի թուլացում, որը կ ազդում է խեժի ներթափանցման վրա, առաջացնում է փուչիկների ձևավորում աշխատանքային մասի ներսում և նվազեցնում արտադրանքի մեխանիկական հատկությունները:Միևնույն ժամանակ, ճնշման անհավասար բաշխումը կհանգեցնի աշխատանքային մասի հաստության անհավասար բաշխմանը, որը կազդի վերջնական աշխատանքային մասի տեսքի որակի վրա: Սա նաև տեխնիկական մարտահրավեր է, որը տեխնոլոգիան դեռ պետք է լուծի:

Թեթև խեժի փոխանցման ձևավորման գործընթացը L-RTM գործընթաց

Թեթև խեժի փոխանցման L-RTM գործընթացը տեխնոլոգիայի նոր տեսակ է, որը մշակվել է ավանդական VA-RTM գործընթացի տեխնոլոգիայի հիման վրա:Ինչպես ցույց է տրված նկարում, այս գործընթացի տեխնոլոգիայի հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ ստորին կաղապարը ընդունում է մետաղական կամ այլ կոշտ կաղապար, իսկ վերին կաղապարը ընդունում է կիսակոշտ թեթև կաղապար:Կաղապարի ինտերիերը նախագծված է կրկնակի կնքման կառուցվածքով, իսկ վերին կաղապարը դրսից ամրացվում է վակուումի միջոցով, մինչդեռ ինտերիերը օգտագործում է վակուում՝ խեժ ներմուծելու համար:Այս գործընթացի վերին կաղապարում կիսակոշտ կաղապարի օգտագործման և կաղապարի ներսում վակուումային վիճակի պատճառով կաղապարի ներսում ճնշումը և բուն կաղապարի արտադրության արժեքը զգալիորեն նվազում են:Այս տեխնոլոգիան կարող է արտադրել խոշոր կոմպոզիտային մասեր:Համեմատած ավանդական VA-RTM գործընթացի հետ՝ այս գործընթացով ստացված մասերի հաստությունն ավելի միատեսակ է, իսկ վերին և ստորին մակերևույթների որակը՝ բարձր:Միևնույն ժամանակ, վերին կաղապարում կիսակոշտ նյութերի օգտագործումը կարող է կրկին օգտագործվել: Այս տեխնոլոգիան խուսափում է վակուումային պարկերի թափոններից VA-RTM գործընթացում, ինչը այն դարձնում է խիստ հարմար մակերևույթի որակի բարձր պահանջներով օդատիեզերական կոմպոզիտային մասերի արտադրության համար:

Այնուամենայնիվ, իրական արտադրության գործընթացում այս գործընթացում դեռևս կան որոշակի տեխնիկական դժվարություններ.
(1) Վերին կաղապարում կիսակոշտ նյութերի օգտագործման պատճառով նյութի անբավարար կոշտությունը կարող է հեշտությամբ հանգեցնել փլուզման վակուումային ֆիքսված կաղապարի գործընթացում, ինչը հանգեցնում է աշխատանքային մասի անհավասար հաստության և ազդելու դրա մակերեսի որակի վրա:Միևնույն ժամանակ, կաղապարի կոշտությունն ազդում է նաև բուն կաղապարի կյանքի տեւողության վրա։Ինչպես ընտրել հարմար կիսակոշտ նյութ, որպես L-RTM-ի կաղապար, այս գործընթացի կիրառման տեխնիկական դժվարություններից մեկն է:
(2) L-RTM գործընթացի տեխնոլոգիայի կաղապարի ներսում վակուումային պոմպային օգտագործման շնորհիվ, կաղապարի կնքումը վճռորոշ դեր է խաղում գործընթացի սահուն առաջընթացի մեջ:Անբավարար կնքումը կարող է առաջացնել խեժի անբավարար ներթափանցում աշխատանքային մասի ներսում՝ դրանով իսկ ազդելով դրա աշխատանքի վրա:Հետևաբար, կաղապարի կնքման տեխնոլոգիան այս գործընթացի կիրառման տեխնիկական դժվարություններից մեկն է:
(3) L-RTM գործընթացում օգտագործվող խեժը պետք է պահպանի ցածր մածուցիկություն լցման գործընթացում` նվազեցնելու ներարկման ճնշումը և բարելավելու կաղապարի ծառայության ժամկետը:Համապատասխան խեժի մատրիցայի մշակումը այս գործընթացի կիրառման տեխնիկական դժվարություններից մեկն է:
(4) L-RTM գործընթացում սովորաբար անհրաժեշտ է ձևավորել հոսքի ալիքներ կաղապարի վրա՝ խեժի միատեսակ հոսքը խթանելու համար:Եթե ​​հոսքի ալիքի դիզայնը խելամիտ չէ, այն կարող է առաջացնել այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են չոր բծերը և մասերում հարուստ քսուքը՝ լրջորեն ազդելով մասերի վերջնական որակի վրա:Հատկապես բարդ եռաչափ մասերի համար, կաղապարի հոսքի ալիքը ողջամտորեն նախագծելը նույնպես այս գործընթացի կիրառման տեխնիկական դժվարություններից է: