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1、应用技术YINGYONGJISHU树脂传递模塑(RTM)工艺及计算机技术的应用11112于延军董桂伟张娜于利伟谢光辉(1山东大学材料科学与工程学院,济南250061;2烟台市第六中学烟台264002)山东摘要:主要阐述了树脂传递模塑工艺特点及其发展现状,并且介绍了计算机数值模拟技术在树脂传递模塑工艺中的机应用。械关键词:树脂传递模塑计算机仿真数值模拟TheProcessofResinTransferMoldingandItsDevelopmentwithComputerYUYanjun1DONGGuiwei1ZHANGNa1YULi
2、wei1XIEGuanghui2(1.MaterialScienceandEngineeringInstituteofShandongUniversity,Jinan250061;2.YantaiSixthMiddleSchool,Yantai264002)Abstract:Thispaperintroducesthepropertiesandtheprocessofresintransfermolding.ThecomputersimulationofResinTransferMoldingisalsoshown.Somenume
3、ricalsimulationsoftwareissimplypresented.Keywords:ResintransfermoldingComputersimulationNumericalsimulation1引言RTM是近年来复合材料制备工艺中发展较树脂传递模塑(ResinTransferMoulding,快的工艺。其发展史可以追溯到50多年前,当时RTM)工艺是在一定的温度和压力下将低粘度的的Marco化学公司Muskat申请了美国专利,提出树脂注入预置增强材料的模具型腔内,然后通过了RTM的早期概念。但是,当时没有引起人
4、们的加温或不加温的方式进行树脂固化,从而制备复重视。到了20世纪80年代,随着飞行器的承力件合材料的工艺。RTM工艺原理图如图1所示,其及次承力构件、国防应用、汽车结构件等的开发,工艺过程主要有下述几个阶段:(1)模具的设计和RTM工艺进入飞速发展阶段。目前,凭借RTM制制造;(2)纤维预制体的制备和安置;(3)树脂的注品低成本和高性能的优势,RTM工艺已经被广泛射和压实;(4)树脂固化成型;(5)制品的脱模和后用于航空航天、交通、建筑、通讯、卫生、体育器材处理等。等众多领域。飞机制造业中复合材料用量大幅度上升,采用RTM工艺可以制
5、造轻质高强、耐腐蚀和耐疲劳性能的构件,例如起落架门、机翼、机身构件、螺旋桨叶片等;汽车制造业和船舶制造业也采用RTM技术制造出了车门、引擎盖、车顶棚、扰[1-3]流板、壳体、汽车仪表板、游艇壳体等等。总之,随着RTM研究技术的不断发展,RTM应用领域和市场正在不断扩大,具有良好的应用前景。2RTM的分类与工艺特点图1RTM工艺原理示意图随着RTM制品应用以及需求多样化的发展,-34-NO.6,2005应用技术YINGYONGJISHURTM也在传统的技术基础上不断的发展,形成了的可渗透性影响,否则容易被注射的树脂冲刷而多种新颖的RT
6、M成型方法。目前,新型RTM工艺改变其均匀性。主要包括共注射树脂传递模塑(CIRTM)、柔性树3.2热传导影响脂传递模塑(FRTM)、连续树脂传递模塑RTM工艺专用树脂在固化反应过程中一般(CRTM)、树脂注射循环方法(RIRM)、紫外光固化伴有放热现象,在截面上形成一定的温度梯度现传递模塑(URTM)、电子束辐射固化传递模塑象,导致产品整体温度分布不均,同一时刻树脂转(ElectronBeamCuringRadiationRTM)、热膨胀树化率不同。固化后期,由于温度不均匀,引起产品脂传递模塑(TERTM)、振动辅助树脂传递模塑的
7、收缩率不同,从而影响产品的质量。因而,在[1]RTM(VIARTM)、真空辅助树脂传递模塑(VRTM)等。工艺生产过程中,应该采用导热系数合理的随着科学技术的不断发展,RTM工艺将得到不断模具材料,从而在保证模具力学性能要求的条件山的更新和发展。下,使制品温度分布均匀,避免较高的温度梯度产东RTM已经成为高性能复合材料制备方法之生。机一,其优点有:成型效率高,适于批量生产;能制造3.3气泡械出具有良好表面品质的、高精度的复杂构件;模具RTM工艺中气泡形成的原因主要有注模过制造与材料选择机动性强,设备与模具属于中等程中空气的介入、树脂
8、中溶解水和气体、固化过程投资;产生空隙率小,一般小于1%;成型周期短,中化学反应放出气体等等。气泡的含量会影响材注射压力低,构件尺寸稳定;成型过程中散发的挥料的性能,例如,10%的气泡含量会导致弯曲强度发性物质很少,有利于人体健康和环
