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RTM工藝特點簡介及RTM模具製作處理過程

發布時間:2020-12-10 05:49:53    瀏覽:17

  RTM工藝簡介:

  RTM是在模腔中鋪放設計好的增強材料預成型體,在壓力或真空或兩者共同的作用下將低粘度的樹脂注入模腔,樹脂在流動充模的過程中完成對增強材料預成型體的浸潤,並固化成型而得到猫咪软件官网地址材料構件的工藝方法,是一種先進猫咪软件下载材料低成本製備技術,廣受矚目。

  日本強化塑料協會將RTM工藝和拉擠工藝一起,推薦為兩大最有發展前途的工藝,歐美很多公司投入巨資用於研究開發RTM工藝,其中僅歐共體投資的“開發RTM工藝技術和應用”項目就耗資290萬歐元,美國設置了專科學校,用於培訓RTM專業人才。

  RTM工藝特點:

  RTM分增強材料的預鋪層和樹脂注射兩個步驟;

  閉模成型工藝;增強材料與樹脂的浸潤由帶壓樹脂在密閉模腔中快速流動來完成,而非手糊和噴射工藝中的手工浸潤,又非預浸料工藝和SMC工藝中的昂貴機械化浸潤,是一種低成本、高質量的半機械化纖維/樹脂浸潤方法。

  低壓注射技術(注射壓力小於0.4MPa);

  可製備大尺寸、複雜外形、兩麵光滑的整體結構。

  材料的選擇

  模具的質量怎樣,材料選擇是一個關鍵,根據RTM模具成型工藝的特點,進行材料的選擇。

  (1)膠衣層:RTM成型放熱較高,4mm厚的產品放熱一般能達到120℃以上。這就要求膠衣樹脂具有耐熱衝擊性能,光澤和耐熱性能。本次工藝選用乙烯基模具膠衣,它的熱變形溫度160℃-172℃,有良好的力學性能。

  (2)表麵層:主要考慮耐熱和耐裂性,采用30g/㎡表麵氈和300g/㎡無堿短切氈作增強材料,樹脂選用雙酚A環氧基乙烯酯樹脂。該樹脂持續耐高溫性好,收縮率低。

  (3)增強層:重視強度和收縮性,選用的增強材料為0.4的無堿布和300g/㎡無堿短切氈作為增強材料,采用零收縮樹脂樹脂為基體材料。

  (4)加固層:增加模具的整體剛度,便於開合模操作,采用鋼框架加固的方式。

  原模的製作

  一直以來FRP模具的原模很多采用石膏、木材、水泥、石蠟等作為基材,采用手工製作的方法,用這些材料和製作工藝製作的母模表麵很難達到A級表麵,尺寸精度也無法控製、製作程序複雜、周期長、容易產生缺陷,平整度較差,隻適合那些精度要求較低、表麵質量要求不高的FRP模具製作。如果采用上麵的方法,根本無法達到RTM模型的製作要求。

  為滿足RTM模型的要求,可以采用塊狀可加工樹脂為原料通過數控加工製作。塊狀可加工樹脂俗稱代木。采用環氧樹脂、ABS塑料、玻璃微珠、二氧化鋁、羧甲基纖維混合後攪拌均勻,二丁脂等按一定比例混合後,加熱使混合物溶解成糊漿液,經過真空消泡處理後進入模具進行成型,成型後的固體經過加熱形成固化物。代木具有熱塑性好、穩定性強、機械加工性能好等優點。

  以代木為材料製作模型時,首先應根據產品的設計要求,利用三維繪圖軟件如Pro/e、UG、CATIA,繪製出產品的三維模型。在產品進行三維數模設計時,為保證產品精度,應根據選用樹脂的收縮率留放一定的餘量。然後通過數控加工將原模加工出來,原模一般加工為產品實樣,產品尺寸和厚度都要達到設計要求。這樣製作時就省去了製作模腔的步驟,使產品的尺寸和厚度精度大大提高。

  模具的製作

  材料選擇和原模製作為成功的製作一個RTM模具提供了前提。不過也不能忽略對製作過程的控製。原模通過數控加工,尺寸精度達到了要求,但加工的刀痕還是對模具表麵有很大的影響。需要通過精修打磨,經過細微打磨拋光使模型達到A級表麵要求。

  首先開始第一片模具膠衣層的製作,對於膠衣層為了獲得一個好的表麵效果,膠衣層需要采用噴塗的方法進行製作。噴塗膠衣時,一般膠衣用量為1000g/㎡,分3次進行噴塗,第一層膠衣用量為200g/㎡,顏色區別於後兩次,後兩次膠衣用量為400g/㎡。膠衣噴槍氣流要均勻,膠液成霧狀,均勻噴塗在模型表麵。待其最後一次噴塗膠液凝膠後,便進行表麵層的鋪放。表麵層製作是有一層30g/㎡的表麵氈和4層300g/㎡短切氈組成。表麵氈應鋪覆平整不能有搭接和和褶皺,對於棱角處要特別小心,用刷子角進行充分的按壓,趕走氣泡。待表麵層固化後需要進行挑氣泡的工作,將氣泡紮破然後用砂紙打磨去毛刺並用丙酮擦拭,接著就可以進行下麵糊製了。4層300g/㎡短切氈組成分2次糊製完成,每次糊製前都要確認前一次膠液完全固化和挑氣泡工作完成。增強層的糊製可以采用布和氈交替,4層固化一次的方式進行糊製。糊製鋪覆一定要平整,接縫應互相錯開,不要在棱角處搭接,要嚴格控製每層樹脂膠液的用量,要既能充分浸潤纖維,又不能過多。糊製到設計厚度就可以進行加固鋼框架的糊製了,鋼框架與模具不能有間隙,最好能夠現場製作,糊製前鋼框架需要經過處理消除焊接應力。第一片模具固化24小時後,就可以進行脫模了。脫模時一定要小心不要讓原模離模。如果發現離模可以用抽真空的方法讓原模與第一片模具重新貼合。經過簡單修整,在設計位置安放注膠口和出膠口後就可以開始下片模具的製作了。製作完第二片模具後,將整個模具放入烘箱中從室溫逐漸升溫到75℃,後保溫2小時,停止加熱,逐漸冷卻至室溫。焊接導向後就可以進行脫模處理了。

  模具的後處理

  脫模後,去除多餘的飛邊,將模具內的小顆粒用壓縮空氣吹淨。

  打磨:用400#的水砂紙經水浸泡後,包在平順的打磨板上,來回反複打磨。直至第一層膠衣層全部被砂磨掉為止;用清水將模具洗淨後;用600#水砂紙,按上述方法打磨,直至磨具表麵目視看不出有粗細不均的明顯劃痕為止;洗淨模具,用800#水砂,按上述方法打磨,直至目視模具表麵上無明顯劃痕,手感光滑細膩為止;用清水洗淨最後用1200#水砂紙按上述方法反複打磨一次。

  拋光:將1000#的拋光膏均勻塗在模具表麵上,2~3分鍾後用帶有布輪的拋光機開始逐段來回反複進行拋光,直至目視模具表麵鏡麵反光和無殘留的砂磨表麵(一般需要拋光2遍);清水洗淨後,將2000#的拋光膏均勻塗在模具表麵,2~3分鍾後用帶羊毛輪的拋光機逐段拋光,直至目視模具表麵高度清晰的鏡麵反光為止。拋光完畢後,可以用洗衣粉水洗掉拋光膏後用清水洗淨晾幹。

  封孔劑:待模具表麵萬全幹燥後,用幹淨的布蘸取封孔劑,均勻的塗抹在模具表麵,間隔20~30分鍾後再塗一遍。

  脫模劑:采用高效液體脫模劑,用幹淨的純棉紗布浸滿脫模劑,但不要滴落。擦拭一層光滑塗層,塗濕、塗遍,等待20~30秒後,用另一塊棉布擦掉多餘的脫模劑,但不要太用力,以手掌自重壓向模具便可。這樣重複操作6次每次間隔20~30分鍾。

  從RTM模具的整個製作過程中可以看出,原模設計與製作為整個模具的製作打下基礎,由於新的原型製作技術的采用使原型的製作具有了快速、高精度、工藝簡捷、操作簡便、省去模腔製作等優點,既縮短了工期,滿足了現代企業快速響應市場需求的發展趨勢。加上材料選擇和模具製作的控製,使RTM成型工藝應用將越來越廣。