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樹脂傳遞成型RTM制品常見缺陷及解決辦法

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  • 更新日期:2014-01-09
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近十幾年來,RTM工藝發展迅速。1995年以來,國外每年以20%的速度增長。與幾種常用工藝相比,RTM工藝可以生產高性能、尺寸較大、高綜合度、批量中等的產品。產品數量在1500-40000件,適于RTM工藝。因此,RTM是一種很有前途的成型工藝。目前,RIM工藝已廣泛應用于建筑、交通、電訊、衛生、航空航天等領域。國內引進RTM工藝設備始于80年代,盡管引進的設備不少,但由于該工藝較年青,技術上有一定難度,產品經常出現一些缺陷,本文就RTM制品常見缺陷進行分析,以供參考。

1、產品表面局部粗糙無光澤。RTM產品產生這種現象的主要原因是產品輕度粘模。用手在模具上觸摸,當觸摸到這些部位時,手感極其粗糙。通常產品生產一段時間后,就會出現這樣的問題,這時需要及時清洗模具。首先用水砂紙打磨模具上粗糙的部位,然后用棉絲蘸丙酮擦凈整個模具,最后給模具涂覆脫模劑。

2、膠衣起皺。膠衣起皺的主要原因是在澆注樹脂之前,膠衣樹脂固化不完全,澆注樹脂中的苯乙烯單體溶脹臟衣樹脂,產生皺紋。因此噴涂膠衣時要注意以下幾個方面:1)膠衣層厚度,通常為0.3-0.5mm或400-500g/m2,需要時可增加其厚度;2)檢查促進劑的加入量和混合效率,促進劑用量一定要加足;3)待膠衣樹脂完全固化后再澆注樹脂。

3、漏膠。漏膠的主要原因是模具合樓后不嚴密或密封墊不嚴密。合模前應檢查密封整是否完好,有無裂縫等,發現問題要及時更換。合模時,模具要壓緊密封墊,澆注時一旦發現漏膠應立即緊固漏膠部位周圍的螺栓。

4、氣泡。從理論上分析,產生氣泡的原因有四種:1)模腔內樹脂固化反應放熱過高,固化時間過短,因而模腔中的氣體沒有完全排出;2)樹脂注入樓腔時帶入空氣過多,灌注時間內無法全部排出,甚至氣泡一直居于模腔頂部,從上而下的樹脂不能將其攜帶出去;3)樹脂粘度過大,氣泡在灌注時間內不能全部從產品中溢出。而且由于樹脂粘度大,流動緩慢,甚至可能剛將氣泡攜至產品側面中部區(產品較高時),從而脫模后的產品含氣泡(或坑狀缺膠)較多;4)樹脂注入模腔的壓力過大,致使氣泡包容在樹脂中,難以排出。

對應的解決辦法為:1)適當調低灌注用樹脂固化劑用量;2)模具上設計排氣口;3)測試樹脂25℃下的粘度,通常RTM用樹脂粘度為0.5-1.5PaS。若樹脂粘度沒有超標,就應考慮環境溫度是否過低,如果溫度過低可在樹脂灌注前適當予熱達一恒溫,但溫度選擇要恰當,樹脂粘度過低將會影響產品的力學性能;4)降低樹脂注射壓力,增加樹脂注射量,從而降低樹脂在模腔的流速,增加滲流量。

5、制品出現干斑。RTM工藝產品內部出現干斑主要是玻纖浸潤不夠。如果同期產品中個別產品的某個部位出現干斑,也可能是玻纖布被污染造成。通常制品內部出現干斑也與樹脂粘度有關,所以應首先分析和調節粘度;查看模具流道是否太長和太窄,及時改進模具,改進給料管,增加給料點。

6、皺褶。皺褶也是許多RTM產品經常遇到的問題。皺褶與起皺不同,皺褶是由于布層

起皺,脫模后產品外觀可清晰看見布褶,但布褶間被樹脂填滿。皺褶產生的主要原因是:1)合模時,由于模具對布層的擠壓而產生皺褶;2)樹脂在模具中流動時將布沖擠變形而產生皺褶。因此,生產RTM工藝產品要注意合模操作方法及布層厚度。合模操作的不當或布層過厚都易引起皺褶現象;換用耐沖刷性好的玻纖布、子成型坯件或針織復合氈,降低注射壓力,從而降低樹脂對布層的沖力。

7、裂紋。國內RTM工藝與國外相比,仍存在一定的差距。國內RTM工藝產品的纖維含量較低(一般約50%),而且由于該工藝的技術不成熟,部分制品的纖維含量分布不均勻,導致纖維含量過低的部分易出現裂紋。從理論上分析,裂紋產生的原因有兩種:切制品在模腔內固化不完全,甚至經后固化處理后,制品內部仍在緩慢固化,而且樹脂的固化收縮率又較大,這樣在制品中纖維含量低的部位,承力載體強度不夠,由于固化內應力的作用,制品表面形成裂紋;2)制品本身固化已完全,但由于運輸過程中溫差變化大,熱脹冷縮,產生內應力較大,在制品纖維含量最低的薄弱部位產生裂紋。因此應根據工藝實際情況調整工藝參數,提高纖維含量和纖維分布的均勻性。同時要注意RTM工藝用樹脂的固化收縮率,樹脂固化收縮率大,不僅影響產品表面效果,還會因固化收縮產生的內應力增加脫模難度。這時應使用低收縮添加劑,或用混合型樹脂體系降低樹脂的固化收縮率。
 

 
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