当前课程知识点:复合材料设计与成型 > 3 树脂传递模塑工艺 > 3.4 RTM技术发展和典型应用 > 3.4.1 视频单元
这一节
我们学习“RTM技术发展”
RTM工艺的成型模具,是双面刚性模具
如果制品形状复杂,脱模会比较困难,这是它的一个缺点
比如带有加强筋或凹凸台的复合材料制品
怎么解决脱模这个问题呢
有一种有效的方式
软模辅助
这就是在RTM基础上发展起来的一种工艺,软膜辅助RTM
他的基本原理是
芯模(也就是阳模)采用高弹性的软模材料
树脂注射完成后升温固化、此时芯模膨胀、压实制品
可以提高纤维体积分数和力学性能
而固化后芯模冷却收缩、能够顺利脱模
这种工艺实质上是利用了软膜材料热膨系数高、热胀冷缩的特性
从而解决了形状复杂制品脱模困难的问题
同时还可以提高制品的力学性能
软膜辅助RTM的基本工艺流程,与传统RTM工艺基本相同
最大的区别就是增加了软膜的热胀冷缩
因此,它的技术特点是软模膨胀加压
制品纤维体积分数高,力学性能好
软模冷却收缩,方便脱模,可实现形状复杂制品的整体成型和方便脱模
缺点是软膜膨胀收缩,增加了工艺复杂性
右图
内壁带加强筋的某型舱段
就是采用软膜辅助RTM工艺整体成型制备的复合材料制品
另一重要的技术发展是高压RTM工艺
传统RTM属于低压注射,注射压力通常小于5个大气压
注射生产效率相对较低,往往难以满足大批量生产
而高压RTM能够实现快速注射、快速固化和大批量生产
它基本原理是真空辅助、高压注射和快速固化
当然,这对成型模具和设备系统也提出了更高的要求
一条自动化高压RTM生产线
通常包括
预成型体加工和处理系统、高压RTM注射系统、计量控制系统和机加工中心等
其中,纤维预成型体制备与加工中心,也是影响高压RTM生产效率的一个重要环节
同样要求自动化、快速、高效
因此
高压RTM的技术特点是:高压注射、快速固化、工艺稳定,生产效率高
右图是加拿大西部大学利用HP-RTM工艺一分钟成型复合材料车体结构
这种工艺的优点还有制品孔隙率低、尺寸精度高、表观质量好、力学性能高
可实现高质量、大批量生产
缺点是高压RTM设备非常昂贵
这就是高压RTM的技术特点
总的来说,树脂传递模塑工艺,也就是RTM工艺
是典型的液相成型技术,在此基础上发展了很多制备技术
软膜辅助RTM和高压RTM只是其中两种具有典型代表性的发展技术
一种技术的生命力,在于它的应用
接下来,我们一起来看,RTM的典型应用
RTM工艺是典型的液相、整体成型技术
低成本而且制品整体性能好
在武器装备和民用装备领域都得到了广泛的推广应用
武器装备用的典型案例
比如
如图所示的动能拦截器中机身的整体防热结构
以及碳纤维复合材料连接裙
再如
美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)Ka波段深空网络f1.2m反射镜支架
联合高级打击技术(Joint Advanced Strike Technology, JAST)JAST-1000钻地弹复合材料尾裙
美国陆军卡曼奇直升机发动机碳纤维复合材料配件
某型导弹整体成型碳纤维复合材料舱段和推力结构连接裙
导弹轻量化多墙体结构复合材料储发箱
直升机全复合材料,整体成型,天线悬挂支撑架
共注射整体成型结构/功能一体化复合材料头锥
民用装备的典型应用
例如
大飞机A380碳纤维复合材料梁/肋
卫星反射器模具,Delta 4 整流罩模具
波音 747 引擎罩的模具
遥控航模船及其模具
各类游艇
还有汽车零部件等等
接下来,小结
这一章,我们一起学习了
树脂传递模塑工艺,也就是RTM成型工艺
这是一种典型的复合材料液相成型工艺方法
具有低成本、整体成型的技术优势
同时还学习了RTM的技术发展
软膜辅助RTM和高压RTM工艺
并结合RTM成型工艺,一起分析了复合材料制备的一个关键科学问题
树脂渗流规律,我们学习了树脂渗流的两大基本方程
达西定律和连续性方程
并结合单向渗流模型,建立了树脂一维渗流微分方程
分析了一维渗流规律
同时,介绍了树脂流动模拟分析的有限元/控制体积方法
及其应用
这就是本章的核心内容
-1.1 课程简介及复合材料定义
--1.1.2 作业
--1.1.3讨论
-1.2 复合材料的命名与分类
--1.2.2 作业
-1.3 复合材料的特点
--1.3.2 作业
-1.4 复合材料的应用
--1.4.2 作业
--1 引言 课件
-2.1 颗粒增强原理
--2.1.2 作业
-2.2 短纤维增强原理
--2.2.2 作业
-2.3 界面效应
--2.3.2 作业
-2.4 复合材料界面
--2.4.2 作业
-2.5 复合材料界面表征与分析
--2.5.2 作业
-3.1 增强材料概述
--3.1.2 作业
-3.2 玻璃纤维概述、生产工艺、成分与结构
--3.2.2 作业
-3.3 玻璃纤维的性能、制品与规格
--3.3.2 作业
-3.4 碳纤维概述
--3.4.2 作业
-3.5 碳纤维的制备工艺
--3.5.2 作业
-3.6 碳纤维的结构、性能、制品与规格
--3.6.2 作业
-3.7 芳纶纤维
--3.7.2 作业
-4.1 聚合物概述
--4.1.2 作业
-4.2 聚酯概述、化学结构、合成与交联
--4.2.2 作业
-4.3 聚酯的性能与应用
--4.3.2 作业
-4.4 环氧树脂概述、化学结构、合成与表征
--4.4.2 作业
-4.5 环氧树脂的交联、性能与应用
--4.5.2 作业
-4.6 酚醛树脂及其他热固性树脂
--4.6.2 作业
-4.7 热塑性树脂及聚合物基复合材料的应用
--4.7.2 作业
-5.1 陶瓷及陶瓷基复合材料概述
--5.1.2 作业
-5.2 陶瓷基复合材料成型工艺
--5.2.2 作业
-5.3 陶瓷基复合材料的界面及强韧化
--5.3.2 作业
-5.4 碳碳复合材料及陶瓷基复合材料的应用
--5.4.2 作业
-6.1 金属基体
--6.1.2 作业
-6.2 金属基复合材料成型工艺
--6.2.2 作业
-6.3 金属基复合材料的界面
--6.3.2 作业
-6.4 金属基复合材料的性能与应用
--6.4.2 作业
-1.2 作业
-2.1 应力与应变
--2.1.2 作业
-2.2 广义胡克定律
--2.2.2 作业
-2.3 工程常数、平面应力状态、应力应变转换
--2.3.2 作业
-3.1 单向板的正轴刚度、刚度柔度变换
--3.1.2 作业
-3.2 倍角变换、偏轴工程常数
--3.2.2 作业
-4.1 层合板的代号、面内刚度
--4.1.2 作业
-4.2 典型层合板的面内刚度
--4.2.2 作业
-4.3 层合板的弯曲刚度
--4.3.2 作业
-4.4 单向层合板、对称层合板及夹芯结构的弯曲刚度
--4.4.2 作业
-5.1 最大应力与最大应变准则
--5.1.2 作业
-5.2 蔡-希尔、蔡-吴强度准则
--5.2.2 作业
-5.3 层合板的强度分析
--5.3.2 作业
-5.4 层合板的极限强度
--5.4.2 作业
-6.1 细观力学引言、平均性质
--6.1.2 作业
-6.2 单向板的工程常数
--6.2.2 作业
-6.3 单向板的强度
--6.3.2 作业
-6.4 热膨胀与湿溶胀系数
--6.4.2 作业
-6.5 层合板的残余应力
--6.5.2 作业
-7.1 复合材料结构控制方程
--7.1.2 作业
-7.2 简单构型复合材料一维受力构件的力学分析
--7.2.2 作业
-8.1 复合材料层合梁
--8.1.2 作业
-8.2 复合材料板梁
--8.2.2 作业
-8.3 复合材料薄壁梁
--8.3.2 作业
-1.1 绪论
--1.1.2 作业
--1.1.3 讨论
-2.1 手糊基本原理
--2.1.2 作业
-2.2 树脂对纤维的润湿(上)
--2.2.2 作业
-2.3 树脂对纤维的润湿(下)
--2.3.2 作业
-2.4 手糊技术进展和典型应用
--2.4.2 作业
-3.1 RTM基本原理
--3.1.2 作业
-3.2 树脂渗流规律
--3.2.2 作业
-3.3 树脂流动模拟分析
--3.3.2 作业
-3.4 RTM技术发展和典型应用
--3.4.2 作业
-4.1 RFI基本原理
--4.1.2 作业
-4.2 RFI树脂膜体系
--4.2.2 作业
-4.3 树脂固化制度的确定和RFI典型应用
--4.3.2 作业
-5.1 VIMP基本原理
--5.1.2 作业
-5.2 树脂的粘度特性
--5.2.2 作业
-5.3 纤维预成型体的渗透特性和VIMP典型应用
--5.3.2 作业
-6.1 拉挤基本原理
--6.1.2 作业
-6.2 拉挤内脱模剂
--6.2.2 作业
-6.3 拉挤技术发展和典型应用
--6.3.2 作业
-7.1 缠绕基本原理
--7.1.2 作业
-7.2 缠绕线型规律
--7.2.2 作业
-7.3 缠绕工艺参数、技术发展和典型应用
--7.3.2 作业
-8.1 模压基本原理和模压料工艺性
--8.1.2 作业
-8.2 SMC片状模塑料
--8.2.2 作业
-8.3 模压关键工艺参数和典型应用
--8.3.2 作业
-9.1 概述
--9.1.2 作业
-9.2 PIP基本原理
--9.2.2 作业
-9.3 PIP关键步骤
--9.3.2 作业
-9.4 致密化和典型应用
--9.4.2 作业
-课程考试