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RTM產品的典型應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-04-08  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:1608
核心提示:隨著材料技術和工藝技術的不斷發展,RTM工藝制品已經在航空航天、交通運輸、體育用品、船舶、建筑等領域得到了廣泛的應用。由于R
     隨著材料技術和工藝技術的不斷發展,RTM工藝制品已經在航空航天、交通運輸、體育用品、船舶、建筑等領域得到了廣泛的應用。由于RTM工藝的特點,在大型部件和高結構性能要求的部件制造方面其工藝優勢更為突出。
一、航空航天和軍事領域的應用
    在該領域的應用主要大型結構部件的整體成型方面,應用實例見表6-10和6-11。

表6-11    RTM成型技術在艦船和裝甲車輛上的應用

部件名稱
應用領域
廠商
技術特點
船用防護板
艦船
Hardcore FRP公司
具有足夠的強度和剛度,完全可以承受住3000t排量船只的撞擊,但它比同樣大小的鋼制板減重近2700kg
上層結構板(長20m、面積100m2
軍艦
 
產品重2噸,利用兩塊10m×50m的真空工作臺面,鋪放35層800g/m2玻纖粗紗,20分鐘注入740kg含預促進劑、熱變形溫度高的乙烯基樹脂,35分鐘凝膠。玻纖含量72%,孔隙含量<1%,樹脂利用率高達95%。此外,在成型工藝過程中在軍艦殼體層壓板里嵌入銅絲網層,能夠實現電磁屏蔽功能
框架
Manta Test Vehicle(MTV)
美國海軍NUWC紐波特分部
框架由乙烯基酯樹脂SCRIMP工藝增強E玻纖制成(具有海上偵察、水下搜索和測量、輔助通訊/導航及潛艇跟蹤四種能力)
船舶結構件
船舶
Hinckley公司
RFI工藝對樹脂基體的工藝性要求較為苛刻,樹脂在室溫環境中應具有很好的成膜性,所成薄膜(厚度通常為500μm-1mm)能任意彎曲而不脆裂
船舶結構件
英國的Sandown級掃雷艇,瑞典的“Visby”隱身輕巡洋艦和“Skjold”隱身巡邏快艇,美國DD21“Zumwalt”級隱身驅逐艦
 
與傳統復合材料成型工藝相比,LCM工藝在成型大厚度、大尺寸制品時具有突出優勢,例如:一塊19.5m長、3m寬的潛艇壁板在45min之內就可以成型完畢。
ACAVP車體
歐洲第一輛全復合材料車體裝甲戰車——ACAVP(Advanced Composites Armored Vehicle  Platform)戰車
英國
ACAVP車體全部由E-玻纖復合材料與陶瓷材料經柔性袋RTM(Soft-Sided Resin Transfer Moulding)工藝整體模塑而成,與普通的裝甲車輛相比,ACAVP重量更輕且防護水平更高。戰車整體減重達25%,同時又能防止雷達信號和熱信號探測,還具有降噪、隔熱、阻燃、防碎片等性能,實現了較好的防護能力和機動性能的統一。

    國內應用和研究RTM工藝的單位較多,如航空材料研究院、637所、703所、北京玻璃鋼研究設計院、北京航空航天大學等。應用的產品有雷達罩、全碳纖維復合材料槳葉、導彈穩定翼等。

二、汽車部件

    復合材料在汽車工業中的應用已經有相當長的歷史,20世紀90年代以后,汽車工業開始使用RTM工藝制造零部件。汽車工業是RTM應用最早、規模最大的領域。

    1970年前后,用RTM工藝加工Corvette車型的儀表盤,GM試驗研究的全復合材料承力構架,達到鋼制構架性能而減重20%。近年來采用RTM工藝已工業化生產了FIEERO轎車和雪佛萊LUMINA“子彈頭” 汽車等車型的車身覆蓋件和零部件,年產量已分別達到6.5~10萬輛。1992年Chrysler研發出Viper跑車的RTM車殼;1994年Fort研發出RTM Transit商用車的高頂,1995年研制RTM  Fiesta轎車的后擾流板。

    Iveco卡車駕駛室的高頂采用RTM法成型,由意大利的Pianfei  IPA的Mondovi廠制造。車頂總成的總面積為6m2,重量為45kg,樹脂為間苯樹脂,采用的預成型材料是熱成型連續纖維氈。

    SP5A駕駛室頂由Polymer Engineering 公司用RTM方法生產,配套服務于ERF 卡車,面積達到12m2。

    材料:Class 1 BS 476 Part 7聚酯樹脂;

    結構:6個獨立泡沫嵌件、攻絲嵌件;

    模具:FRP加熱模具;

    生產線:雙模具、雙工位的模具安裝系統;

    后加工:經過計算機控制的多軸機器拋光后,進入噴涂車間。

    巴西Technofibrac SA公司,廣泛采用低成本的RTM成型工藝生產大型卡車車頂、面罩,豪華客車及公共汽車前臉、后尾,鋪路車、油礦車車身、駕駛室總成等大型玻璃鋼車輛部件,為Buscar、Ford、Volkswagen、GM、Honda等許多世界知名的汽車公司配套,1998年達到年產2,200噸的生產批量。

    意大利的Sistema用RTM工藝為為Iveco車型配套制造箱式貨車、卡車和教練車的車身、車頂,車頂最大達到14m2。他們認為,其優點是具有較好的空氣動力學特性,在85km/h的車速下,減少空氣阻力20-25%。

    Advanced technology transit bus(ATTB)公司使用FRP減輕自重、減少油耗和尾氣排放。由Metropolitan Transportation Authority(MTA)公司制造車體結構,比傳統的公共汽車減重達4000kg,傳統的公共汽車車體結構由數千個部件組成,但ATTB只有4個部件,采用VARTM復合夾芯工藝制造,選用Dow Chemical 公司Derakane環氧乙烯基樹脂和PVC泡沫夾芯板,制造了包括:車頂、側板、底盤和側防撞板。

    國內代表性的RTM工藝汽車部件有北京玻鋼院生產的奧拓尾翼、半透明卡車遮陽罩、中國重汽“飛龍”卡車面罩、陜汽德御車型翼子板;北京玻璃鋼制品有限公司生產的北方奔馳導流罩、二汽非金屬零件公司生產的“猛士”車型的發動機罩等。

三、游艇

    船用玻璃鋼部件的特點是面積大,一般多采用VARTM技術或SCRIMP工藝制造。目前在游艇制造方面應用非常多。SCRIMP工藝特別適合制造大型復雜結構的部件,部件尺寸越大,成本優勢越明顯。同時,一些嵌入件,如肋、加強筋和芯材都可以在成型 時放入部件中一次成型。

四、其它領域

    如下圖所示的公用電話亭外殼,產品重量12Kg,采用Light-RTM工藝環形生產線制造。生產線單模循環周期1小時,生產線有25個模具,日產量可以達到600件。

圖6-32為北京玻鋼院復合材料有限公司生產的RTM油站地下儲油罐井蓋,其特點是重量輕,承載能力高,最大可承載40噸,是比較有代表性的復雜夾芯加筋結構整體成型產品。

 

 
 
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