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RTM产品的典型应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-08  来源:复材应用技术网  浏览次数:1369
核心提示:随着材料技术和工艺技术的不断发展,RTM工艺制品已经在航空航天、交通运输、体育用品、船舶、建筑等领域得到了广泛的应用。由于R
     随着材料技术和工艺技术的不断发展,RTM工艺制品已经在航空航天、交通运输、体育用品、船舶、建筑等领域得到了广泛的应用。由于RTM工艺的特点,在大型部件和高结构性能要求的部件制造方面其工艺优势更为突出。
一、航空航天和军事领域的应用
    在该领域的应用主要大型结构部件的整体成型方面,应用实例见表6-10和6-11。

表6-11    RTM成型技术在舰船和装甲车辆上的应用

部件名称
应用领域
厂商
技术特点
船用防护板
舰船
Hardcore FRP公司
具有足够的强度和刚度,完全可以承受住3000t排量船只的撞击,但它比同样大小的钢制板减重近2700kg
上层结构板(长20m、面积100m2
军舰
 
产品重2吨,利用两块10m×50m的真空工作台面,铺放35层800g/m2玻纤粗纱,20分钟注入740kg含预促进剂、热变形温度高的乙烯基树脂,35分钟凝胶。玻纤含量72%,孔隙含量<1%,树脂利用率高达95%。此外,在成型工艺过程中在军舰壳体层压板里嵌入铜丝网层,能够实现电磁屏蔽功能
框架
Manta Test Vehicle(MTV)
美国海军NUWC纽波特分部
框架由乙烯基酯树脂SCRIMP工艺增强E玻纤制成(具有海上侦察、水下搜索和测量、辅助通讯/导航及潜艇跟踪四种能力)
船舶结构件
船舶
Hinckley公司
RFI工艺对树脂基体的工艺性要求较为苛刻,树脂在室温环境中应具有很好的成膜性,所成薄膜(厚度通常为500μm-1mm)能任意弯曲而不脆裂
船舶结构件
英国的Sandown级扫雷艇,瑞典的“Visby”隐身轻巡洋舰和“Skjold”隐身巡逻快艇,美国DD21“Zumwalt”级隐身驱逐舰
 
与传统复合材料成型工艺相比,LCM工艺在成型大厚度、大尺寸制品时具有突出优势,例如:一块19.5m长、3m宽的潜艇壁板在45min之内就可以成型完毕。
ACAVP车体
欧洲第一辆全复合材料车体装甲战车——ACAVP(Advanced Composites Armored Vehicle  Platform)战车
英国
ACAVP车体全部由E-玻纤复合材料与陶瓷材料经柔性袋RTM(Soft-Sided Resin Transfer Moulding)工艺整体模塑而成,与普通的装甲车辆相比,ACAVP重量更轻且防护水平更高。战车整体减重达25%,同时又能防止雷达信号和热信号探测,还具有降噪、隔热、阻燃、防碎片等性能,实现了较好的防护能力和机动性能的统一。

    国内应用和研究RTM工艺的单位较多,如航空材料研究院、637所、703所、北京玻璃钢研究设计院、北京航空航天大学等。应用的产品有雷达罩、全碳纤维复合材料桨叶、导弹稳定翼等。

二、汽车部件

    复合材料在汽车工业中的应用已经有相当长的历史,20世纪90年代以后,汽车工业开始使用RTM工艺制造零部件。汽车工业是RTM应用最早、规模最大的领域。

    1970年前后,用RTM工艺加工Corvette车型的仪表盘,GM试验研究的全复合材料承力构架,达到钢制构架性能而减重20%。近年来采用RTM工艺已工业化生产了FIEERO轿车和雪佛莱LUMINA“子弹头” 汽车等车型的车身覆盖件和零部件,年产量已分别达到6.5~10万辆。1992年Chrysler研发出Viper跑车的RTM车壳;1994年Fort研发出RTM Transit商用车的高顶,1995年研制RTM  Fiesta轿车的后扰流板。

    Iveco卡车驾驶室的高顶采用RTM法成型,由意大利的Pianfei  IPA的Mondovi厂制造。车顶总成的总面积为6m2,重量为45kg,树脂为间苯树脂,采用的预成型材料是热成型连续纤维毡。

    SP5A驾驶室顶由Polymer Engineering 公司用RTM方法生产,配套服务于ERF 卡车,面积达到12m2。

    材料:Class 1 BS 476 Part 7聚酯树脂;

    结构:6个独立泡沫嵌件、攻丝嵌件;

    模具:FRP加热模具;

    生产线:双模具、双工位的模具安装系统;

陕西快乐十分    后加工:经过计算机控制的多轴机器抛光后,进入喷涂车间。

    巴西Technofibrac SA公司,广泛采用低成本的RTM成型工艺生产大型卡车车顶、面罩,豪华客车及公共汽车前脸、后尾,铺路车、油矿车车身、驾驶室总成等大型玻璃钢车辆部件,为Buscar、Ford、Volkswagen、GM、Honda等许多世界知名的汽车公司配套,1998年达到年产2,200吨的生产批量。

陕西快乐十分    意大利的Sistema用RTM工艺为为Iveco车型配套制造箱式货车、卡车和教练车的车身、车顶,车顶最大达到14m2。他们认为,其优点是具有较好的空气动力学特性,在85km/h的车速下,减少空气阻力20-25%。

    Advanced technology transit bus(ATTB)公司使用FRP减轻自重、减少油耗和尾气排放。由Metropolitan Transportation Authority(MTA)公司制造车体结构,比传统的公共汽车减重达4000kg,传统的公共汽车车体结构由数千个部件组成,但ATTB只有4个部件,采用VARTM复合夹芯工艺制造,选用Dow Chemical 公司Derakane环氧乙烯基树脂和PVC泡沫夹芯板,制造了包括:车顶、侧板、底盘和侧防撞板。

    国内代表性的RTM工艺汽车部件有北京玻钢院生产的奥拓尾翼、半透明卡车遮阳罩、中国重汽“飞龙”卡车面罩、陕汽德御车型翼子板;北京玻璃钢制品有限公司生产的北方奔驰导流罩、二汽非金属零件公司生产的“猛士”车型的发动机罩等。

三、游艇

    船用玻璃钢部件的特点是面积大,一般多采用VARTM技术或SCRIMP工艺制造。目前在游艇制造方面应用非常多。SCRIMP工艺特别适合制造大型复杂结构的部件,部件尺寸越大,成本优势越明显。同时,一些嵌入件,如肋、加强筋和芯材都可以在成型 时放入部件中一次成型。

四、其它领域

    如下图所示的公用电话亭外壳,产品重量12Kg,采用Light-RTM工艺环形生产线制造。生产线单模循环周期1小时,生产线有25个模具,日产量可以达到600件。

图6-32为北京玻钢院复合材料有限公司生产的RTM油站地下储油罐井盖,其特点是重量轻,承载能力高,最大可承载40吨,是比较有代表性的复杂夹芯加筋结构整体成型产品。

 

 
 
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