मोठ्या प्रमाणात उच्च-कार्यक्षमता संमिश्र सामग्रीसाठी योग्य दोन RTM प्रक्रिया

रेझिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (RTM) प्रक्रिया ही फायबर-प्रबलित राळ आधारित संमिश्र सामग्रीसाठी एक सामान्य लिक्विड मोल्डिंग प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये प्रामुख्याने समाविष्ट आहे:
(1) आवश्यक घटकांच्या आकार आणि यांत्रिक कार्यक्षमतेच्या आवश्यकतांनुसार फायबर प्रीफॉर्म्स डिझाइन करा;
(२) साच्यात पूर्व-डिझाइन केलेले फायबर प्रीफॉर्म टाका, मोल्ड बंद करा आणि फायबर प्रीफॉर्मचा संबंधित व्हॉल्यूम अपूर्णांक मिळविण्यासाठी ते कॉम्प्रेस करा;
(३) विशेष इंजेक्शन उपकरणांतर्गत, हवा काढून टाकण्यासाठी आणि फायबर प्रीफॉर्ममध्ये विसर्जित करण्यासाठी विशिष्ट दाब आणि तापमानात मोल्डमध्ये राळ इंजेक्ट करा;
(४) फायबर प्रीफॉर्म पूर्णपणे रेजिनमध्ये बुडवल्यानंतर, क्युरिंग रिॲक्शन पूर्ण होईपर्यंत आणि अंतिम उत्पादन बाहेर काढेपर्यंत विशिष्ट तापमानात क्युरिंग रिॲक्शन केली जाते.

राळ हस्तांतरण दाब हा मुख्य पॅरामीटर आहे जो RTM प्रक्रियेत नियंत्रित केला पाहिजे.या दाबाचा उपयोग मोल्ड पोकळीमध्ये इंजेक्शन आणि रीइन्फोर्सिंग सामग्रीचे विसर्जन करताना आलेल्या प्रतिकारांवर मात करण्यासाठी केला जातो.राळ पूर्ण प्रक्षेपण करण्यासाठी वेळ सिस्टम दबाव आणि तापमान संबंधित आहे, आणि कमी वेळ उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकतो.परंतु जर राळ प्रवाह दर खूप जास्त असेल तर, चिकट पदार्थ वेळेत मजबुतीकरण सामग्रीमध्ये प्रवेश करू शकत नाही आणि सिस्टम दाब वाढल्यामुळे अपघात होऊ शकतात.म्हणून, हस्तांतरण प्रक्रियेदरम्यान मोल्डमध्ये प्रवेश करणा-या राळ द्रव पातळी 25mm/min पेक्षा जास्त वेगाने वाढू नयेत हे सामान्यतः आवश्यक आहे.डिस्चार्ज पोर्टचे निरीक्षण करून राळ हस्तांतरण प्रक्रियेचे निरीक्षण करा.सामान्यतः असे गृहीत धरले जाते की जेव्हा साच्यावरील सर्व निरीक्षण पोर्ट्समध्ये गोंद ओव्हरफ्लो असतो आणि यापुढे फुगे सोडले जात नाहीत, आणि राळची वास्तविक रक्कम जोडली गेलेली रेजिनची अपेक्षित रक्कम मुळात समान असते.म्हणून, एक्झॉस्ट आउटलेटची सेटिंग काळजीपूर्वक विचारात घेतली पाहिजे.

राळ निवड

राळ प्रणालीची निवड ही RTM प्रक्रियेची गुरुकिल्ली आहे.इष्टतम स्निग्धता 0.025-0.03Pa • s असते जेव्हा राळ मोल्ड पोकळीमध्ये सोडली जाते आणि तंतूंमध्ये वेगाने घुसली जाते.पॉलिस्टर राळमध्ये कमी स्निग्धता असते आणि खोलीच्या तपमानावर कोल्ड इंजेक्शनने पूर्ण करता येते.तथापि, उत्पादनाच्या भिन्न कार्यप्रदर्शन आवश्यकतांमुळे, विविध प्रकारचे रेजिन निवडले जातील, आणि त्यांची चिकटपणा समान नसेल.म्हणून, पाइपलाइन आणि इंजेक्शन हेडचा आकार योग्य विशेष घटकांच्या प्रवाह आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी डिझाइन केले पाहिजे.RTM प्रक्रियेसाठी योग्य असलेल्या रेजिनमध्ये पॉलिस्टर रेझिन, इपॉक्सी रेझिन, फेनोलिक राळ, पॉलिमाइड रेझिन इ.

मजबुतीकरण सामग्रीची निवड

RTM प्रक्रियेत, काचेचे फायबर, ग्रेफाइट फायबर, कार्बन फायबर, सिलिकॉन कार्बाइड आणि अरामिड फायबर यासारखे मजबुतीकरण साहित्य निवडले जाऊ शकते.शॉर्टकट फायबर, युनिडायरेक्शनल फॅब्रिक्स, मल्टी ॲक्सिस फॅब्रिक्स, विणकाम, विणकाम, कोर मटेरिअल्स किंवा प्रीफॉर्म्स यासह डिझाइनच्या गरजेनुसार वाणांची निवड केली जाऊ शकते.
उत्पादनाच्या कार्यक्षमतेच्या दृष्टीकोनातून, या प्रक्रियेद्वारे उत्पादित केलेल्या भागांमध्ये फायबरचे प्रमाण जास्त असते आणि भागांच्या विशिष्ट आकारानुसार स्थानिक फायबर मजबुतीकरणासह डिझाइन केले जाऊ शकते, जे उत्पादनाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहे.उत्पादन खर्चाच्या दृष्टीकोनातून, संमिश्र घटकांच्या किमतीच्या 70% उत्पादन खर्चातून येतात.म्हणूनच, उत्पादन खर्च कसा कमी करायचा हा एक महत्त्वाचा मुद्दा आहे जो संमिश्र सामग्रीच्या विकासामध्ये तातडीने सोडवला जाणे आवश्यक आहे.रेझिन आधारित संमिश्र सामग्रीच्या निर्मितीसाठी पारंपारिक हॉट प्रेसिंग टँक तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, RTM प्रक्रियेला महागड्या टँक बॉडीची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे उत्पादन खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होतो.शिवाय, आरटीएम प्रक्रियेद्वारे उत्पादित केलेले भाग टाकीच्या आकारानुसार मर्यादित नाहीत आणि भागांची आकार श्रेणी तुलनेने लवचिक आहे, जे मोठ्या आणि उच्च-कार्यक्षमतेचे संमिश्र घटक तयार करू शकतात.एकंदरीत, RTM प्रक्रिया व्यापकपणे लागू केली गेली आहे आणि संमिश्र सामग्री उत्पादनाच्या क्षेत्रात वेगाने विकसित केली गेली आहे, आणि संमिश्र साहित्य निर्मितीमध्ये ती प्रबळ प्रक्रिया बनण्यास बांधील आहे.
अलिकडच्या वर्षांत, एरोस्पेस मॅन्युफॅक्चरिंग उद्योगातील संमिश्र सामग्री उत्पादने हळूहळू लोड बेअरिंग नसलेल्या घटकांपासून आणि लहान घटकांपासून मुख्य लोड बेअरिंग घटक आणि मोठ्या एकात्मिक घटकांकडे वळली आहेत.मोठ्या आणि उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या संमिश्र सामग्रीच्या निर्मितीसाठी तातडीची मागणी आहे.म्हणून, व्हॅक्यूम असिस्टेड रेझिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (VA-RTM) आणि लाइट रेझिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (L-RTM) सारख्या प्रक्रिया विकसित केल्या गेल्या आहेत.

व्हॅक्यूम सहाय्यक राळ हस्तांतरण मोल्डिंग प्रक्रिया VA-RTM प्रक्रिया

व्हॅक्यूम असिस्टेड रेजिन ट्रान्सफर मोल्डिंग प्रक्रिया VA-RTM हे पारंपारिक RTM प्रक्रियेतून प्राप्त झालेले प्रक्रिया तंत्रज्ञान आहे.या प्रक्रियेची मुख्य प्रक्रिया म्हणजे फायबर प्रीफॉर्म असलेल्या मोल्डच्या आतील भाग निर्वात करण्यासाठी व्हॅक्यूम पंप आणि इतर उपकरणे वापरणे, जेणेकरून राळ व्हॅक्यूम नकारात्मक दाबाच्या कृती अंतर्गत मोल्डमध्ये इंजेक्ट केले जाईल, ज्यामुळे घुसखोरी प्रक्रिया साध्य होईल. फायबर प्रीफॉर्म, आणि शेवटी घट्ट करणे आणि संमिश्र सामग्रीच्या भागांचा आवश्यक आकार आणि फायबर व्हॉल्यूम अंश प्राप्त करण्यासाठी मोल्डच्या आत तयार होतो.

पारंपारिक RTM तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, VA-RTM तंत्रज्ञान मोल्डच्या आत व्हॅक्यूम पंपिंगचा वापर करते, ज्यामुळे मोल्डच्या आत इंजेक्शनचा दाब कमी होतो आणि मोल्ड आणि फायबर प्रीफॉर्मचे विकृतीकरण मोठ्या प्रमाणात कमी होते, ज्यामुळे उपकरणे आणि साच्यांसाठी प्रक्रियेची कार्यक्षमता आवश्यकता कमी होते. .हे RTM तंत्रज्ञानाला फिकट मोल्ड वापरण्यास देखील अनुमती देते, जे उत्पादन खर्च कमी करण्यासाठी फायदेशीर आहे.म्हणून, हे तंत्रज्ञान मोठ्या संमिश्र भागांच्या निर्मितीसाठी अधिक योग्य आहे, उदाहरणार्थ, फोम सँडविच कंपोझिट प्लेट हे एरोस्पेस क्षेत्रात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मोठ्या घटकांपैकी एक आहे.
एकूणच, VA-RTM प्रक्रिया मोठ्या आणि उच्च-कार्यक्षमता एरोस्पेस संमिश्र घटक तयार करण्यासाठी अत्यंत योग्य आहे.तथापि, ही प्रक्रिया अजूनही चीनमध्ये अर्ध-यंत्रीकृत आहे, परिणामी उत्पादन उत्पादन कार्यक्षमता कमी आहे.शिवाय, प्रक्रिया पॅरामीटर्सची रचना मुख्यतः अनुभवावर अवलंबून असते आणि हुशार डिझाइन अद्याप प्राप्त झालेले नाही, ज्यामुळे उत्पादनाची गुणवत्ता अचूकपणे नियंत्रित करणे कठीण होते.त्याच वेळी, अनेक अभ्यासांनी असे निदर्शनास आणले आहे की या प्रक्रियेदरम्यान राळ प्रवाहाच्या दिशेने दाब ग्रेडियंट सहजपणे तयार होतात, विशेषत: व्हॅक्यूम पिशव्या वापरताना, राळ प्रवाहाच्या पुढील भागावर काही प्रमाणात दबाव शिथिलता असेल, ज्यामुळे राळ घुसखोरीवर परिणाम करतात, वर्कपीसमध्ये बुडबुडे तयार होतात आणि उत्पादनाचे यांत्रिक गुणधर्म कमी करतात.त्याच वेळी, असमान दाब वितरणामुळे वर्कपीसच्या असमान जाडीचे वितरण होईल, ज्यामुळे अंतिम वर्कपीसच्या देखाव्याच्या गुणवत्तेवर परिणाम होईल, हे देखील एक तांत्रिक आव्हान आहे जे तंत्रज्ञानाला अद्याप सोडवणे आवश्यक आहे.

लाइट राळ हस्तांतरण मोल्डिंग प्रक्रिया L-RTM प्रक्रिया

लाइटवेट रेजिन ट्रान्सफर मोल्डिंगसाठी L-RTM प्रक्रिया पारंपारिक VA-RTM प्रक्रिया तंत्रज्ञानाच्या आधारे विकसित केलेले नवीन प्रकारचे तंत्रज्ञान आहे.आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, या प्रक्रिया तंत्रज्ञानाचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे खालचा साचा धातू किंवा इतर कठोर साचा स्वीकारतो आणि वरचा साचा अर्ध-कठोर हलका साचा स्वीकारतो.मोल्डचा आतील भाग दुहेरी सीलिंग स्ट्रक्चरसह डिझाइन केलेला आहे आणि वरचा साचा व्हॅक्यूमद्वारे बाहेरून निश्चित केला जातो, तर आतील भाग व्हॅक्यूमचा वापर करून राळचा परिचय करून देतो.या प्रक्रियेच्या वरच्या साच्यामध्ये अर्ध-कठोर साचा वापरल्यामुळे आणि साच्याच्या आतील व्हॅक्यूम अवस्थेमुळे, साच्याच्या आतील दाब आणि साच्याचा स्वतःचा उत्पादन खर्च खूप कमी होतो.हे तंत्रज्ञान मोठे संमिश्र भाग तयार करू शकते.पारंपारिक VA-RTM प्रक्रियेच्या तुलनेत, या प्रक्रियेद्वारे प्राप्त भागांची जाडी अधिक एकसमान आहे आणि वरच्या आणि खालच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता उत्कृष्ट आहे.त्याच वेळी, वरच्या साच्यातील अर्ध-कठोर सामग्रीचा वापर पुन्हा केला जाऊ शकतो, हे तंत्रज्ञान VA-RTM प्रक्रियेत व्हॅक्यूम पिशव्यांचा अपव्यय टाळते, उच्च पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकतांसह एरोस्पेस संमिश्र भाग तयार करण्यासाठी ते अत्यंत योग्य बनवते.

तथापि, वास्तविक उत्पादन प्रक्रियेत, या प्रक्रियेत अजूनही काही तांत्रिक अडचणी आहेत:
(1) वरच्या साच्यात अर्ध-कठोर सामग्रीचा वापर केल्यामुळे, सामग्रीची अपुरी कडकपणा व्हॅक्यूम फिक्स्ड मोल्ड प्रक्रियेदरम्यान सहजपणे कोसळू शकते, परिणामी वर्कपीसची असमान जाडी होते आणि त्याच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेवर परिणाम होतो.त्याच वेळी, मोल्डची कडकपणा देखील साच्याच्या आयुष्यावर परिणाम करते.L-RTM साठी साचा म्हणून योग्य अर्ध-कडक सामग्री कशी निवडावी ही या प्रक्रियेच्या वापरातील तांत्रिक अडचणींपैकी एक आहे.
(2) L-RTM प्रक्रिया तंत्रज्ञान साच्याच्या आत व्हॅक्यूम पंपिंगच्या वापरामुळे, प्रक्रियेच्या सुरळीत प्रगतीमध्ये मोल्डचे सीलिंग महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.अपर्याप्त सीलिंगमुळे वर्कपीसमध्ये अपुरा राळ घुसखोरी होऊ शकते, ज्यामुळे त्याच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो.म्हणून, मोल्ड सीलिंग तंत्रज्ञान ही या प्रक्रियेच्या अनुप्रयोगातील तांत्रिक अडचणींपैकी एक आहे.
(3) L-RTM प्रक्रियेत वापरल्या जाणाऱ्या रेझिनने इंजेक्शनचा दाब कमी करण्यासाठी आणि मोल्डचे सेवा आयुष्य सुधारण्यासाठी भरण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान कमी स्निग्धता राखली पाहिजे.योग्य रेझिन मॅट्रिक्स विकसित करणे ही या प्रक्रियेच्या वापरातील तांत्रिक अडचणींपैकी एक आहे.
(4) L-RTM प्रक्रियेत, सामान्यत: एकसमान राळ प्रवाहाला चालना देण्यासाठी मोल्डवर फ्लो चॅनेल डिझाइन करणे आवश्यक असते.फ्लो चॅनेलची रचना वाजवी नसल्यास, यामुळे भागांमध्ये कोरडे डाग आणि समृद्ध ग्रीस यांसारखे दोष उद्भवू शकतात, ज्यामुळे भागांच्या अंतिम गुणवत्तेवर गंभीरपणे परिणाम होतो.विशेषत: क्लिष्ट त्रिमितीय भागांसाठी, मोल्ड फ्लो चॅनेलची वाजवीपणे रचना कशी करावी ही देखील या प्रक्रियेच्या वापरातील तांत्रिक अडचणींपैकी एक आहे.