RTM常見的缺陷類型
盡管RTM工藝具有諸多優點,但充模過程中容易產生各種缺陷阻礙其更加廣泛的應用,RTM工藝中的缺陷具體表現形式有:產品表面局部粗糙無光澤、起皺、氣泡、干斑、皺褶以及變形等。主要缺陷的表現形式綜述如下:
1)氣泡。這是RTM產品常見的缺陷,也是目前嚴重影響產品質量的現象,如圖1-1.氣泡缺陷的存在會導致纖維浸潤性降低,樹脂與纖維界面粘接性差,造成復合材料制品強度下降,表面質量差。與傳統的復合材料成型工藝相比,RTM工藝中由于成型工藝的特點,氣泡缺陷這一問題尤為嚴重且難以克服。傳統的復合材料成型工藝中,纖維在樹脂中浸潤的時間比較長,保證了纖維得到良好的浸潤,樹脂與纖維間的界面粘接性好。而RTM工藝是將纖維預成型體預先鋪放在模具中,然后再注入樹脂,因此樹脂必須在充模過程中,在發生固化反應之前迅速充滿模腔并浸透纖維。由于樹脂的注入通常在很短的時間內完成,因此排出模腔內空氣的時間有限,使得RTM工藝中極易發生空氣的包裹而形成氣泡。

從理論上分析,產生這種現象的原因有四種:
1.模腔內樹脂固化反應放熱過高,固化時間過短,從而模腔中的氣體沒有完全排出;
2.樹脂注入模腔時帶入空氣過多,注射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(產品高度較高時),從而脫模后的產品夾含氣泡(或坑狀缺膠)較多;
4.樹脂注入模腔的壓力較大,致使氣泡包容在樹脂中,難以排出;
2)干斑。RTM工藝產品內部出現干斑的主要原因是浸潤不充分。比起氣泡缺陷,干斑對制品質量的影響更嚴重。干斑通常指浸潤不充分或完全沒有樹脂浸潤的面積較大的區域。若干斑出現在結構承受載荷的關鍵位置,將直接影響制品的是否合格,甚至導致制品完全作廢,干斑產生的原因經常是由于充模過程中的排氣口位置設置不當。一般由于成型結構件的復雜幾何形狀,充模時通常會設置多個排氣口,對于同一個排氣口,如果樹脂并不是在同一時刻達到,先到達的樹脂會封閉排氣口,從而在排氣口和隨后的樹脂流動前沿間包裹空氣,形成干斑,如圖1-2所示。同時,形成干斑也有其他的原因比如,如果同期產品中出現干斑的是產品的某個部位,這時也應考慮是否是由于玻璃纖維布被污染而造成。

3)預成型體產生變形。預成型體產生變形有一種表現形式為褶皺,也是許多RTM產品經常遇到的問題。褶皺是由于布層起皺,脫模后產品外觀可清晰看見布褶,但布褶間被樹脂填滿。褶皺產生的主要原因是樹脂在模腔中流動時將布沖劑變形而產生褶皺。預成型體產生變形的另一種表現形式是由于樹脂注入時采用的壓力過大,在注射口附近產生成品結構外形的變化,比如發生凹凸現象。










































