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玻璃纖維復合材料構件的模具要求與制作流程(編輯修改稿)

2025-08-30 06:00 本頁面

　

【文章內容簡介】 TM成型工藝的原理復合材料樹脂傳遞模塑（Resin Transfer Molding，RTM）法是從濕法鋪層和注塑工藝中演變而來的一種新的復合材料成型工藝[6]。所謂樹脂傳遞模塑，一般是指在閉合模腔中預先鋪覆好按性能和結構要求設計好的增強材料預成型體(包括螺栓、螺帽、聚氨酯泡沫塑料等嵌件)，夾緊后，從置于適當位置的注入孔在一定溫度及壓力下將配好的樹脂注入模具中，在室溫或升溫條件使之與增強材料一起固化，最后啟模、脫模而得到成型制品。圖1為RTM成型工藝示意圖。圖1 RTM成型工藝示意圖RTM工藝通常包括以下四個步驟：一、從卷材上裁剪增強材料并鋪疊在一起；二、使增強材料具有一定的形狀、按照制品的形狀修剪預成型體；三、充模(包括預成型體的鋪放，樹脂的注射以及固化)；四、脫模及加工。（1）分類根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。干法纏繞干法纏繞是采用經過預浸膠處理的預浸紗或帶，在纏繞機上經加熱軟化至粘流態后纏繞到芯模上。由于預浸紗（或帶）是專業生產，能嚴格控制樹脂含量（精確到2%以內）和預浸紗質量。因此，干法纏繞能夠準確地控制產品質量。干法纏繞工藝的最大特點是生產效率高，纏繞速度可達100～200m/min，纏繞機清潔，勞動衛生條件好，產品質量高。其缺點是纏繞設備貴，需要增加預浸紗制造設備，故投資較大此外，干法纏繞制品的層間剪切強度較低。濕法纏繞濕法纏繞是將纖維集束（紗式帶）浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。濕法纏繞的優點為：①成本比干法纏繞低40%；②產品氣密性好，因為纏繞張力使多余的樹脂膠液將氣泡擠出，并填滿空隙；③纖維排列平行度好；④濕法纏繞時，纖維上的樹脂膠液，可減少纖維磨損；⑤生產效率高（達200m/min）。濕法纏繞的缺點為：①樹脂浪費大，操作環境差；②含膠量及成品質量不易控制；③可供濕法纏繞的樹脂品種較少。半干法纏繞半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至芯模的途中，增加一套烘干設備，將浸膠紗中的溶劑除去，與干法相比，省卻了預浸膠工序和設備；與濕法相比，可使制品中的氣泡含量降低。三種纏繞方法中，以濕法纏繞應用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術領域。（2）原材料增強材料纏繞成型用的增強材料，主要是各種纖維紗：如無堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，高強玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。樹脂基體樹脂基體是指樹脂和固化劑組成的膠液體系。纏繞制品的耐熱性，耐化學腐蝕性及耐自然老化性主要取決于樹脂性能，同時對工藝性、力學性能也有很大影響。纏繞成型常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，也有時用環氧樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂等。對于一般民用制品如管、罐等，多采用不飽和聚酯樹脂。對力學性能的壓縮強度和層間剪切強度要求高的纏繞制品，則可選用環氧樹脂。航天航空制品多采用具有高斷裂韌性與耐濕性能好的雙馬來酰亞胺樹脂。填料填料種類很多，加入后能改善樹脂基體的某些功能，如提高耐磨性，增加阻燃性和降低收縮率等。在膠液中加入空心玻璃微珠，可提高制品的剛性，減小密度降低成本等。在生產大口徑地埋管道時，常加入30%石英砂，借以提高產品的剛性和降低成本。為了提高填料和樹脂之間的粘

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