復(fù)合材料HP-RTM和濕法模壓成型工藝
本篇文章主要介紹了兩種復(fù)合材料成型工藝,分別是:HP-RTM和濕法模壓成型工藝。
HP-RTM成型工藝
HP-RTM是英文High Pressure Resin Transfer Molding的簡寫,全稱是高壓樹脂傳遞模塑成型工藝,簡稱HP-RTM成型工藝。它是指利用高壓壓力將樹脂對沖混合并注入到預(yù)先鋪設(shè)有纖維增強(qiáng)材料和預(yù)置嵌件的真空密閉模具內(nèi),經(jīng)樹脂流動(dòng)充模、浸漬、固化和脫模,獲得復(fù)合材料制品的成型工藝。
上述介紹中關(guān)鍵詞介紹:
高壓壓力:這里的高壓是相對于傳統(tǒng)RTM(Resin Transfer Molding)工藝而言,HP-RTM把注膠壓力提升到80bar。高壓注膠的好處是樹脂可以更快的達(dá)到每個(gè)拐角,因此可以提高產(chǎn)品的纖維含量,提高產(chǎn)品性能,對于造型復(fù)雜的零件更加適用;
預(yù)先鋪設(shè):這里預(yù)先鋪設(shè)的纖維增強(qiáng)材料是指已經(jīng)經(jīng)過剪裁預(yù)成型的纖維材料;
預(yù)置嵌件:嵌件是指在成型前放置于模具里的零件,材質(zhì)有金屬和非金屬,這樣使得成型后的制品,嵌件被包入本身的結(jié)構(gòu)中,不可拆卸。是否需要預(yù)置嵌件由制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定。
以上流程可以通過一個(gè)簡單的工藝流程圖來體現(xiàn):

前面提到HP-RTM成型工藝是相對于傳統(tǒng)RTM工藝而言進(jìn)行優(yōu)化后的成型工藝,在不同的優(yōu)化方向上,也相應(yīng)開發(fā)出了其它的以RTM工藝為基礎(chǔ),進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和制品性能的工藝,比如現(xiàn)在HRC擁有的HP-CRTM(High Pressure Compression Resin Transfer Molding)成型工藝.
HP-CRTM成型工藝是在HP-RTM工藝技術(shù)中的樹脂注膠前,將模具上移0.5~1mm,增大密封模腔間隙,模具可以有更寬的澆道,降低樹脂流動(dòng)阻力,注膠結(jié)束后再將模具在高壓下完全閉合,樹脂體系隨閉合壓力流動(dòng)充模,成型壓力相對較低,這樣既保證纖維不亂紋,又保證了較高的注射速度。
工藝流程圖體現(xiàn)為:

HP-RTM成型工藝是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在多行業(yè)的復(fù)合材料成型工藝之一,它的優(yōu)點(diǎn)在于可能實(shí)現(xiàn)相對于傳統(tǒng)RTM工藝的低成本、短周期、大批量、高質(zhì)量生產(chǎn)(良好的制件表面),在汽車制造、造船、飛機(jī)制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鐵路運(yùn)輸、風(fēng)力發(fā)電、體育用品等多行業(yè)均有應(yīng)用。
下面,我們來看一些采用了HP-RTM成型工藝及衍生的其它相關(guān)工藝得到的具體制品:

碳纖維電動(dòng)滑板

碳纖維帽型梁

BMW i8 車身側(cè)框架

AUDI AG的碳纖維底板模塊,
成型工藝中應(yīng)用了Ultra-RTM工藝
?濕法模壓成型工藝
本期推送介紹的第二個(gè)成型工藝是濕法模壓工藝,也稱WCM(是Wet Compression Molding的簡稱)工藝,先來看相關(guān)的工藝流程圖:

將濕法模壓工藝的成型步驟可分解如下:
1、使用裁切好的碳纖維或玻纖干布鋪放成平面;
2、將材料轉(zhuǎn)移在模具上;
3、進(jìn)行涂膠,使樹脂覆蓋纖維;
4、進(jìn)行合模,抽真空、加壓,加熱固化;
5、開模,取出產(chǎn)品。
濕法模壓工藝最主要的特點(diǎn)是前期裁切使用干的纖維布,先進(jìn)行噴涂樹脂之后再放入模具進(jìn)行成型固化,這也致使該工藝更適合加工形狀復(fù)雜程度低(2D或2.5D造型)的制品,應(yīng)用行業(yè)廣泛,其優(yōu)點(diǎn)是批量生產(chǎn)節(jié)拍快,模具設(shè)計(jì)簡單,單件成本低。
下面分享幾組應(yīng)用濕法模壓工藝得到的制品及案例:
我們將上述關(guān)鍵詞串起來就得到了基本工藝流程,如下圖:

碳纖維mini機(jī)蓋

上圖是濕法模壓工藝在BMW i3和i8車型中應(yīng)用圖示,其中在BMW i3(右)中使用了17個(gè)“濕壓部件”,在i8(左)中使用了21個(gè)。


上圖,濕法模壓工藝被用來生產(chǎn)BMW7系的“Carbon Core(碳芯)”乘客艙組件,為造型復(fù)雜度較低的零件提供更短的生產(chǎn)周期和更低的成本。
文章來源于:黑話碳纖維
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