RTM注射裝置研究

  RTM(樹脂傳遞模塑)是一種很有前途的樹脂基復合材料成型方法,國外早已將此方法應用于航空工業用途樹脂基復合材料的成型,但國內RTM技術在航空工業的應用尚處于起步階段,鮮見成功的案例。
  RTM成型的工藝特點決定了RTM注射裝置的特殊性。本文借鑒國外商用RTM注射機的結構,結合國內相對成熟的聚合物注射設備的設計經驗,確定了適用于高性能環氧類樹脂的RTM注射裝置的總體結構,進行了整個系統及重要部件的方案設計。 樹脂與固化劑的配比輸送是RTM成型的重要條件。針對環氧類樹脂與其固化劑的配比要求,結合連桿機構的運動特點,設計了一套配比機構,用機械的方法實現了樹脂與固化劑的配比輸送。在運動學仿真軟件ADAMS下建立了機構的虛擬樣機,進行了運動學分析,驗證了機構工作的可行性,并說明了機構的優化方法。
  RTM設備的工作負載不同于一般設備的負載,高粘度的環氧樹脂在樹脂輸送管路中的沿程阻力構成了設備的主要負載。因此根據輸送管路的結構估算輸送過程的壓力損失是設計過程的重點。在確定裝置主要結構的基礎上,運用流體力學的相關理論,討論了管路中流體的壓力損失。通過對配比機構進行動力學仿真,終確定了液壓系統負載的計算方法。
  為了實現對注射樹脂流量及壓力的可靠控制,裝置采用液壓系統驅動,不同于適用于低粘度樹脂的氣動RTM注射機。為了簡化后續液壓系統的設計調試,并實現對系統壓力和流量的程序自動控制,參照液壓控制閥的研究成果,選用了針對注射設備的比例壓力流量控制閥作為液壓系統的核心控制閥,給出了液壓系統的設計方案。
  溫度是RTM注射的重要工藝參數,尤其對于常溫下粘度很高的環氧類樹脂。為了使環氧樹脂在佳注射溫度下注射成型,需要用加熱器對樹脂貯罐加熱。
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