碳纤维复合材料高压树脂传递模塑(HP-RTM)成型工艺

RTM是指低黏度树脂在密闭模腔中流动、浸润的增强复合材料,在一定温度下固化成型的一种复合材料成型工艺,属于复合材料的半液体成型或织物液体成型技术。其具体方法是在设计好的模具中,预先放入经详细设计、剪裁或经机械化预成型的增强纤维材料,模具周边配备密封件和紧固件,在模具内需达到树脂流动顺畅,合模后注入所需树脂,待树脂充分浸润固化后,即可得到所需产品。RTM工艺起始于20世纪50年代,目前,RTM成型工艺己广泛应用于建筑、交通、电信、卫生、航天航空等领域。2015年以后,碳纤维成本的降低及快速固化环氧树脂的出现,加上针对热固性复合材料快速制造开发的HP-RTM工艺和热塑性复合材料层板热成型自动化设备的研发,到2020年,碳纤维复合材料的综合性价比优于金属,并取代金属材料,用于量产车的底盘制造,并涵盖大多数高端车型和少量中级车。高压树脂传递模塑(HPRTM)是传统树脂传递模塑(RTM)的大规模工业化量产的解决方案,也是使用快速固化的化学原料,文中主要介绍用于医疗器械、新能源汽车、数码电子产品的碳纤维复合材料RTM成型工艺,以及国内外目前RTM成型工艺近况和应用。

复合材料树脂传递模塑注胶工艺调控方法与技术

针对树脂传递模塑成型(RTM)注胶过程中,预型体内部存在局部空气无法完全排除或树脂不能完全浸润有效区域而产生气泡或干斑问题,系统分析了RTM成型过程中气泡缠裹和干斑的形成机制。介绍了注胶工艺过程中预型体渗透率区域分布差异性、预型体纱束空间交织规律差异性、预型体与模腔尺寸差异性和RTM模具进出料口位置数量与所需差异性等非确定性因素对RTM注胶流动质量的影响,并提出RTM树脂流动形态调控的新技术与方法。同时,对T型复合材料结构制件进行RTM树脂流动工艺仿真模拟,为复杂结构复合材料RTM注胶新技术的发展提供理论与方法参考。

高性能复合材料的树脂传递模塑技术(续)

(4)双马来酰亚胺树脂(BMI) 近年来,以耐高温性能著称的BMI体系引起工业界,尤其是航空航天工业的高度重视。BMI的发展极为迅速,目前已经商品化的BMI预浸料牌号已有10余种,但所有这些品种均难用于RTM成型,主要原因是在室温或较低温度下粘度大,难以满足RTM对基体工艺性的要求。因此。

复合材料树脂传递模塑工艺及适用树脂

简要介绍树脂传递模塑工艺 (RTM)的基本原理、优点及适用树脂的特性 ;对适用于RTM工艺的先进基体树脂进行综述 ,并介绍了国内外的商业开发情况。

树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形

开展树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形分析,有助于优化材料配方和反应加工条件,进而提高复合材料性能及稳定性。从热-化学模型、固化动力学模型、残余应力模型等方面简述了树脂固化的相关理论模型,综述了树脂固化反应及交联结构、物理力学性能演变的研究进展,以及复合材料内应力形成与发展和脱模变形的研究进展,进而从三个方面讨论了研究发展方向。

树脂传递模塑-复合材料成型新工艺

树脂传递模塑是一种新型的树脂基复合材料成型方法 ,具有许多独特的优点 ,近年来发展迅速。本文全面综述了该方法的工艺过程及研究应用概况 ,介绍了今后进一步发展的方向。

一种适合于树脂传递模塑成型工艺的树脂基体及其碳纤维复合材料性能

选用一种液体改性芳香胺为环氧树脂的固化剂,得到了一种适合于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂体系。实验研究表明,该树脂体系在100℃时粘度仅为0.01Pa.s,在40℃时适用期在8h以上,Tg为107℃;其碳纤维复合材料抗剪切强度70MPa,抗拉强度1020MPa,抗张模量98GPa。说明该树脂体系粘度低,适用期长,玻璃化温度较高,与碳纤维的浸润粘接性好,可用作RTM成型工艺的高性能树脂基体。

高性能复合材料树脂传递膜技术(RTM)研究

树脂传递模塑法(RTM)是一种低成本、效益好的复合材料成型工艺。研究了RTM用树脂体系、预成型技术、成型模具、成型工艺以及RTM在航空航天领域的应用。

树脂传递模塑工艺成型三维编织复合材料树脂体系研究

针对三维编织物的特点,研究出了适于三维编织复合材料树脂传递模塑(RTM)成型工艺的树脂体系。该体系具有黏度低、适用期长、力学性能及耐温性好的特点,能够满足RTM工艺成型高纤维体积含量的三维编织复合材料要求。

竹纤维-环氧树脂复合材料的树脂传递模塑成型制备工艺及界面改性

以环氧树脂(EP)作为基体,竹纤维(BF)为增强材料,通过偶联剂、润湿剂对环氧树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备BF-EP复合材料,分析偶联剂和润湿剂对BF-EP复合材料力学性能及动态热力学性能的影响。结果表明:偶联剂添加量为3%时BF-EP复合材料力学性能达到最优,拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度分别为74.76 MPa、91.76 MPa、214.92 J/m,较未改性材料分别提高41%、33%、63%。偶联剂可使材料储能模量提高、损耗模量降低;润湿剂可明显降低材料损耗模量。利用扫描电镜、接触角测量仪、傅立叶变换红外光谱评价了偶联剂和润湿剂对BF-EP复合材料微观结构和界面性能的影响。结果表明:偶联剂和润湿剂均可降低树脂表面张力从而改善树脂浸润性;偶联剂可通过与树脂上羟基的缩合反应、与竹纤维的接枝反应使纤维与树脂微观界面间形成网状交联结构,进一步提升BF-EP复合材料的力学性能。

二维编织-树脂传递模塑成型双马来酰亚胺复合材料管的弯曲及轴向压缩性能研究

通过二维编织-树脂传递模塑(RTM)成型方法制备得到了复合材料管,并设计制造特殊夹具,参考GB/T 5350—2005及SY/T 7318.3—2017标准对复合材料管的弯曲及轴向压缩性能进行了研究,并参照实验结果与典型6061铝合金的力学性能进行了对比。结果表明:复合材料管的轴向压缩破坏形式均表现为脆性剪切破坏模式,平均压缩强度为187.6MPa。复合材料管的弯曲破坏形式为脆性破坏,其平均弯曲强度为262.2MPa,弯曲模量为14.0GPa,与6061铝合金管性能相当,而密度仅为其58%,表现出较好的减重潜力。

先进树脂基复合材料制造技术综述

低成本材料技术的应用可显著降低复合材料制造能耗、使用高成本模具和辅助材料带来的附加成本;低成本制造技术的应用可通过复合材料的自动化制造提高生产效率和性能,降低复合材料的制造成本,以及通过提高复合材料的使用效能进而实现成本降低。

RTM工艺用酚醛树脂性能及耐烧蚀复合材料成型技术研究

以酚醛RTM树脂为考察对象,研究了其流变特性、固化性能、耐热性等,为复合材料的制备提供了工艺参数基础;通过研究复合材料成型过程中温度、纤维体积含量对复合材料性能的影响,最终确定复合材料的成型工艺参数。实验结果表明,该树脂体系RTM成型的适宜灌注温度为70℃~80℃,固化温度阶梯为90℃/120℃/160℃,适宜的纤维体积含量为50%~55%。开展了不同织物类型酚醛RTM复合材料的性能评价,表明制备的复合材料具有优异的力学性能及烧蚀性能。

国内外复合材料工艺设备发展述评之七——液体模塑成型

本文分析了液体模塑成型工艺所用设备的发展历程,指出其优缺点,并对今后发展提出建议。

复合材料液体模塑成型工艺的流场监测与缺陷控制技术

复合材料液体模塑成型工艺（Liquid Composite Molding，LCM）的低成本制造优势使其得到越来越多的关注和应用，但其加工过程中易产生空隙、干斑等缺陷。树脂传递模塑（Resin Transfer Moulding，RTM）、真空辅助树脂传递模塑（Vacuum—Assisted Resin Transfer Molding，VARTM）等复合材料液体模塑成型工艺（Liquid Composite Molding，LCM）由于具有设计灵活性、可成型大型复合构件、低成本制造等优势受到越来越多的研究和应用。

新型树脂传递模塑技术

概述了传统树脂传递模塑(RTM)及在其基础上发展起来的新型RTM工艺,包括真空辅助树脂传递模塑(VARTM)、Seemann复合材料树脂浸渍模塑成型工艺(SCRIMP)和树脂膜渗透成型工艺(RFI)的成型原理、优点,并指出目前存在的缺点及解决方法。

缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证

采用"长条"模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模拟结果进行实验验证。对比模拟与实验结果表明,模拟与实验完成整个充填过程的时间非常接近,并且树脂在预成型体中流动方式及在预成型体上、下面板流动状态的数值模拟与实验结果也非常地一致。故建立的"长条"模型及其相关参数的计算是合理的,可以用来准确地预测缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺树脂充填过程。另外,树脂在上面板流动前沿在沿宽度方向较为统一,而树脂在下面板流动前沿呈现锯齿状,容易产生空隙及干斑等缺陷,影响制品的质量。

RTM用苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的性能研究

针对RTM成型工艺对基体树脂的特殊要求,结合MA型苯并噁嗪树脂耐烧蚀、高性能的特点,对制造高强度苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料进行了研究。系统考察了基体树脂体系的工艺性能、固化反应行为以及力学性能。结果表明:该树脂体系在95～115℃温度区间内至少有350min的低黏度(≤500mPa.s)时间作为工艺开放期,符合RTM成型工艺要求;树脂体系的玻璃化转变温度在223℃;RTM苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的空隙含量仅为0.23%,树脂浇铸体和碳纤维复合材料的常规力学性能优异。MA型苯并噁嗪树脂完全可以采用RTM工艺成型高性能复合材料。

碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

采用树脂传递模塑 (RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石 (HA) 环氧树脂两种复合材料 ,并测试了其力学性能。结果表明 ,RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA 环氧复合材料的冲击韧性高于碳纤维增强环氧复合材料 ,而弯曲强度和弯曲模量低于碳纤维增强环氧复合材料。两种复合材料的弯曲强度远高于人体皮质骨 ,弯曲模量与皮质骨非常接近。动态力学分析 (DMA)表明加入HA后 ,复合材料的贮存模量和内耗降低 。

气囊辅助RTM制备复合材料承力筒内腔尺寸控制技术

根据气囊充压压力与复合材料承力筒内径之间的变化关系,给出了成型复合材料承力筒内表面的气囊尺寸计算方程。分析了气囊充压压力增大对承力筒的壁厚、纤维含量和弯曲性能的影响。采用气囊辅助RTM工艺整体制备出复合材料承力筒。试验结果表明,气囊充压压力使复合材料承力筒的壁厚减薄,纤维体积含量增加,弯曲性能提高;选择适当的气囊充压压力可以制备出满足设计要求的复合材料承力筒。