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RTM工藝成型的制品主要缺陷及對策 復材云集|復合材料

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-04-18 09:16:36    瀏覽次數:309    評論:0
導讀

復合材料的質量主要取決于以下特性孔隙率:復合材料中氣泡或空隙的含量必須低于結構設計所容許的值。壓實水平:樹脂含量、纖維體

復合材料的質量主要取決于以下特性
孔隙率:復合材料中氣泡或空隙的含量必須低于結構設計所容許的值。
壓實水平:樹脂含量、纖維體積含量以及相關的分布梯度。
固化度:聚合物樹脂及其結構的形成。
纖維方向:滿足設計要求。界面粘接:樹脂和纖維之間的粘接程度。

模具設計不當、預成形體制造質量偏低以及工藝參數的選擇不合理等會導致RTM工藝成型制件出現各種缺陷。

缺陷的存在降低了復合材料的質量,體現在材料力學性能、表觀質量、以及耐環境濕熱性能的下降。氣泡和干斑以及富樹脂區是RTM制品的主要缺陷,有必要弄清楚這些典型缺陷的形成機理,以便在RM工藝實施過程中采取適當的措施,抑制或者消除這些缺陷以提高RTM制件質量。

RTM工藝制件干斑

干斑一般在進出膠口設置不合理、快速流道效應、預制體中滲透率異常變化或者樹脂預先凝膠等情況下產生。在有快速流道效應的情況下,樹脂優先流向預制體中自由空間較大的邊界區域,并在充滿整個模腔前到達出膠口,然后該部分樹脂回流導致袋裝氣泡裹在預制體中,此后袋裝氣泡隨著與樹脂壓力的平衡而收縮,在固化后最終形成氣泡。

 

通過憋膠和放膠工藝如何形成干斑和消除干斑的方法

憋膠工藝時在注射的過程中利用反向壓力封堵出膠口管路,這種工藝增加了作用于干斑周圍的壓力,這將使得干斑收縮,且使得干斑內部壓力增大。放膠是在憋膠后打開出膠口、管路,導致干斑和出膠機構間瞬時的壓力變化將驅使被困空氣向出膠口方向移動。


RTM工藝制件熔接痕

還有一種情況是在樹脂的流動前沿交匯處形成空隙。由于增強材料一般是各項異性的,樹脂流動前沿不是光滑的曲線,而是呈現鋸齒狀,左右兩股樹脂前沿上鋸齒的齒峰與齒峰先接觸,從而包裹出空氣,形成空隙。把這種樹脂流動前沿交匯處包裹有氣泡的結構稱為熔接痕。

熔接痕的氣泡含量比其他地方大的多,使得制件在熔接痕處的性能降低很多,應當盡量合理安排注膠口的位置,使熔接痕痕的長度最短。熔接痕的長度將作為工藝性能指數中權重最大的一項用以評價澆口設置優劣。

從理論上分析,產生空隙或干斑的原因有5種:
1、樹脂注入模腔時帶入空氣過多,注射過程中又沒有有效排出。
2、樹脂粘度過大,氣泡流動緩慢,在注射時間內很難從制件終滋出從而形成空隙。
3、樹脂注射壓力過大,以致氣泡被包裹在樹脂中無法排出。
4、模具的進出澆口設置不合理,工藝實施過程進出澆口開關歷程設置不當,導致樹脂流動前鋒形成熔接痕痕。
5、樹脂固化時反應放熱過高,使固化時間太短,使模腔中的氣體難以排出。

空隙可以通過下列方法預防或消除:
1、確保模具密封良好。
2、真空輔助。
3、提高注射壓力抑制氣泡尺寸。
4、若樹脂中有揮發分,減小真空度。
 
(文/小編)
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