這一層蠟片與前一層鋪覆方法的不同在于,必須使所有蠟片的接縫都要嚴(yán)密,并且盡量使用整張的蠟片,蠟片的邊緣要使用工具將邊緣刮成如圖1所示的形狀。這樣在對接完成所有的蠟片以后,可以用刮刀將表面刮平整而不會出現(xiàn)凹陷的地方,以此來保證產(chǎn)品的厚度以及上模的制作質(zhì)量。
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裙邊部分的蠟片會直接影響到以后合模過程以及生產(chǎn)是否順利,因此是個很關(guān)鍵的過程。下面以一個5mm產(chǎn)品為例來說明裙邊蠟片的鋪覆。如圖2所示。
說明:
?、贋楫a(chǎn)品的厚度,5mm。產(chǎn)品厚8mm
?、诋a(chǎn)品邊緣的延伸,便于生產(chǎn)時易于操作。寬度為20mm,厚度3mm。(20mmx4mm)
③樹脂的流動通道,寬度15mm,厚度5mm。(15x6)
?、躎型密封膠條的位置,寬度15mm,厚度3mm。(15x4)
?、軹型密封膠條槽,尺寸10.7mm×5mm。(8x5)
?、逇庀兜目臻g,寬度10cm,厚度4mm,分成兩層鋪覆,第一層同樣要留出0.5mm的間隙,后一層整體鋪覆上。
?、咄鈧?cè)密封膠條位置,尺寸2.5cm×10mm。
?、嘣冖冖邰苌箱伕惨粚?mm的蠟片。
裙邊蠟片鋪覆完成以后,需要用黏土來圓滑邊角。
6.上模的制作
在鋪設(shè)完蠟片開始制作陽模,開始之需要把產(chǎn)品部分與氣隙的真空接口的位置設(shè)置好。具體步驟如下:
① 在蠟片上噴涂PVA脫模劑。操作如前文所示。
?、?nbsp; 膠衣的噴涂。要求膠衣為乙烯基透明膠衣。
結(jié)構(gòu)層的設(shè)計如下:1層表面氈(30g/m2)+1層450 g/m2短切氈+3層450 g/m2短切氈+3層450 g/m2短切氈在局部模具容易產(chǎn)生變形的部位需要用輕木進(jìn)行三明治的夾芯結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。輕木后再加兩層450 g/m2短切氈。
?、墼诓僮鬟^程中,膠衣噴涂完成以后就把所有的真空接口和注射口放置到位。在第二層膠衣固化開始時,對產(chǎn)品和裙邊蠟片部分抽真空,真空度很小(約0.5inHg),隨著積層的逐漸增厚,需要不斷的加大真空度,以此來保證上模在固化收縮時不離開蠟片表面,同時可以讓模具的邊角部分的蠟片帖服性更加好,從而可以很好的保持產(chǎn)品尺寸的均一性。上模所用的樹脂全部為9100-700乙烯基樹脂。操作方法與前文所述相同。
7.后期處理
到此,我們模具的糊制過程就完成了。
由于模具在制作過程中樹脂固化不完全,如果馬上投入生產(chǎn),會嚴(yán)重的影響到模具的質(zhì)量和壽命。因此要進(jìn)行模具的后固化處理。
方法如下:在高于模具使用溫度40-50℃的溫度下進(jìn)行熱處理,一般以60-80℃為參考溫度,固化3小時來消除模具的內(nèi)應(yīng)力以及提高樹脂的固化度,使得模具達(dá)到最佳的性能。后固化處理完以后如果時間上充??梢詫⒛>叻胖靡恢芤院竺撃2⑻幚碓偻度肷a(chǎn)。
完成模具的后固化就可以脫模進(jìn)行后處理:
?、琶撻_模具,去除蠟片。
?、迫コ炂院笥脻嵞∕old ClanerCN)清洗模具。注意操作時需要戴上手套。清洗三遍以后可以開始水磨。
⑶選用600-1000目的砂紙,根據(jù)產(chǎn)品要求打磨模具。注意:打磨的時候一定要用上襯墊,這樣才能達(dá)到預(yù)期的精修效果。襯墊一般用膠合板、木板、橡膠板等,根據(jù)作業(yè)需要適當(dāng)制作。
⑷模具表面打磨到1000目以后開始拋光處理。用棉布蘸取Aqua-Buff 1000w拋光膏用點(diǎn)涂的方式涂于模具表面,并用水潤濕。緊接著用一個干凈、潮濕的羊毛輪進(jìn)行研磨拋光。在拋光過程中,拋光膏可能變干,可以向其表面噴水霧使其重新濕潤后繼續(xù)往下。當(dāng)研磨拋光到適當(dāng)程度,用水洗干凈模具,并換新的羊毛輪使用Aqua-Buff2000進(jìn)行拋光,操作與1000w類似,拋光完畢以后模具可達(dá)到鏡面效果。為了達(dá)到最好的效果,建議羊毛盤的轉(zhuǎn)速不低于2500轉(zhuǎn)/分。拋光完成以后把模具表面清洗干凈,自然晾干。
?、赡>叽蚰伖馔瓿梢院?,就可以把內(nèi)外兩道密封膠條粘接到位,以及安裝上真空接口,準(zhǔn)備試模。
8.試模
過程如下:
?、旁嚹G耙欢ㄒWC脫膜劑的完整涂覆,并要做脫模實(shí)驗(yàn)。
⑵根據(jù)產(chǎn)品的形狀剪裁氈,一般有針織短切氈與復(fù)合氈。所鋪覆的層數(shù)由產(chǎn)品厚度來決定。局部不伏帖的位置可以用3M膠來固定纖維。
⑶合上模具,對模具裙邊施加一級真空(真空度為667毫米汞柱),使得上下模緊密結(jié)合,其結(jié)合壓力可以達(dá)到1350公斤/每米(沿裙邊),因而無需任何夾持工具,內(nèi)外兩道密封起氣密作用。
?、韧ㄟ^位于模具邊緣的注射口注射樹脂,樹脂首先沿外圍樹脂通道流動,然后從外圍向模具中心流動,依次浸潤增強(qiáng)材料,這時可以施加二級真空(真空度為376毫米汞柱),以降低模具的內(nèi)壓,有利于樹脂的快速流動。
⑸待產(chǎn)品固化以后脫模,查看整個模具以及產(chǎn)品的情況。需要時進(jìn)行調(diào)整直到滿意為止。至此,我們整個模具的制作就完成了。
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RTM制品常見的缺陷及解決辦法
RTM工藝可以生產(chǎn)高性能、尺寸較大、高綜合度、批量中等的產(chǎn)品。產(chǎn)品數(shù)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,RTM工藝已廣泛應(yīng)用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等領(lǐng)域。由于該工藝較年青,技術(shù)上有一定難度,產(chǎn)品經(jīng)常出現(xiàn)一些缺陷,本文就RTM制品常見缺陷進(jìn)行分析,以供參考。
1、產(chǎn)品表面局部粗糙無光澤
RTM產(chǎn)品產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是產(chǎn)品輕度粘模。用手在模具上觸摸,當(dāng)觸摸到這些部位時,手感極其粗糙。通常產(chǎn)品生產(chǎn)一段時間后,就會出現(xiàn)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膠衣樹脂,產(chǎn)生皺紋。因此噴涂膠衣時要注意以下幾個方面:
?。?)膠衣層厚度,通常為0.3-0.5mm或400-500g/㎡,需要時可增加其厚度;
?。?)檢查促進(jìn)劑、固化劑的加入量和混合比例,促進(jìn)劑和固化劑用量一定要加足;
?。?)待膠衣完全固化后再澆注樹脂。
3、漏膠
漏膠的主要原因是模具合模后不嚴(yán)密或密封墊不嚴(yán)密。合模前應(yīng)檢查密封圈是否完好,有無裂縫等,發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。合模時,模具要壓緊密封墊,澆注時一旦發(fā)現(xiàn)漏膠應(yīng)立即緊固漏膠部位周圍的螺栓。
4、氣泡
從理論上分析,產(chǎn)生氣泡的原因有四種:
?。?)模腔內(nèi)樹脂固化反應(yīng)放熱過高,固化時間過短,因而模腔中的氣體沒有完全排出;
?。?)樹脂注入模腔時帶入空氣過多,灌注時間內(nèi)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(nèi)不能全部從產(chǎn)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(chǎn)品側(cè)面中部區(qū)(產(chǎn)品較高時),從而脫模后的產(chǎn)品含氣泡(或坑狀缺膠)較多;
?。?)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(yīng)的解決辦法為:
?。?)適當(dāng)調(diào)低灌注用樹脂固化劑用量;
?。?)模具上設(shè)計排氣口;
?。?)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(biāo),就應(yīng)考慮環(huán)境溫度是否過低,如果溫度過低可在樹脂灌注前適當(dāng)預(yù)熱達(dá)一恒溫,但溫度選擇要恰當(dāng),樹脂粘度過低將會影響產(chǎn)品的力學(xué)性能;
?。?)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(xiàn)干斑
RTM工藝產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)干斑主要是玻纖浸潤不夠。如果同期產(chǎn)品中個別產(chǎn)品的某個部位出現(xiàn)干斑,也可能是玻纖布被污染造成。通常制品內(nèi)部出現(xiàn)干斑也與樹脂粘度有關(guān),所以應(yīng)首先分析和調(diào)節(jié)粘度;查看模具流道是否太長和太窄,及時改進(jìn)模具,改進(jìn)給料管,增加給料點(diǎn)。
6、皺褶
皺褶也是許多RTM產(chǎn)品經(jīng)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(chǎn)品外觀可清晰看見布褶,但布褶間被樹脂填滿。
皺褶產(chǎn)生的主要原因是:
(1)合模時,由于模具對布層的擠壓而產(chǎn)生皺褶;
?。?)樹脂在模具中流動時將布沖擠變形而產(chǎn)生皺褶。
因此,生產(chǎn)RTM工藝產(chǎn)品要注意合模操作方法及布層厚度。合模操作的不當(dāng)或布層過厚都易引起皺褶現(xiàn)象;換用耐沖刷性好的玻纖布、預(yù)成型坯件或針織復(fù)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(nèi)RTM工藝與國外相比,仍存在一定的差距。國內(nèi)RTM工藝產(chǎn)品的纖維含量較低(一般約50%),而且由于該工藝的技術(shù)不成熟,部分制品的纖維含量分布不均勻,導(dǎo)致纖維含量過低的部分易出現(xiàn)裂紋。
從理論上分析,裂紋產(chǎn)生的原因有兩種:
?。?)制品在模腔內(nèi)固化不完全,甚至經(jīng)后固化處理后,制品內(nèi)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(qiáng)度不夠,由于固化內(nèi)應(yīng)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(yùn)輸過程中溫差變化大,熱脹冷縮,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力較大,在制品纖維含量最低的薄弱部位產(chǎn)生裂紋。
因此應(yīng)根據(jù)工藝實(shí)際情況調(diào)整工藝參數(shù),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(chǎn)品表面效果,還會因固化收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力增加脫模難度。這時應(yīng)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。