بخشی از مقاله
چکیده مقاله
قالبگیری به روش RTMبرای ساخت قطعاتی در صنایع خودرو، هواپیما، و کالاهای مصرفی مورد استفاده قرار میگیرد و در این روش از موادی مانند پارچه و الیافهای پیش فرم - thermoformable mat, conformal mat, braided mat - به عنوان تقویت کننده استفاده میشود. که به روش اعمال فشار و گرما میباشد.
این روش به دو صورت انجام میگرد - Seemann Composite Resin Infusion -2 VARTM-1 SCRIMP Molding Process - هر کدوم از روشهای بالا نیز به روشهای تقسیم میشوند که برای فرآیندی خاص کاربرد دارند و همچنین مواد اولیه مخصوصی تقسیم میشوند.
مقدمه
یکی از روش های متداول تولید قطعات کامپوزیتی روش قالبگیری با انتقال رزین 1 - RTM - است RTM .یک فرایند قالب بسته کم فشار است که از طریق آن با به کارگیری پلیمرهای مایع گرماسخت تقویت شده با انواع گوناگون الیاف، قطعه ای با کیفیت سطح و دقت ابعادی بالا تولید می شود. فرایندی که امروزه به عنوان LRTMشناخته می شود اولین بار حدود 22 سال قبل در بلژیک به کار گرفته شد.
در واقع ایده این فرایند از روش 2VARTMیا RTM به کمک خلاء گرفته شده است که روشی برای تولید قطعات سبک با به کارگیری خلاء است.
چارلز تورَ یکی از توسعه دهندگان اصلی این فرآیندBهنگامیکه در بلژیک تهیه کننده مواد اولیه بودهB هم اکنون در شومارات کار میکند و برای گسترش و پیشرفت این فرآیند وقت زیادی صرف کرده است.پلاستک نیز به سهم خود اتصالات وتجهیزات جانبی ویژه ای را طراحی و تولید کرد که مراحل ساخت و نصب قالب را بطور چشمگیری ساده کرده است.
فرایندRTM
یکی از روشهای متداول تولید قطعات کامپوزیتی روش قالگیری با انتقال رزینRTM است
RTM یک فرایند بسته کم فشار است که از طریق ان با بکار گیری پلیمرهای مایع گرماسخت تقویت شده با انواع گوناگون الیاف،قطعه ای با کیفیت سطح و دقت ابعادی بالا تولید میشود.معمولأ در این فرآیند پلیمرهایی از خانواده اپوکسی،وینیل استر،متیل متاکریلات،پلی استر یا فنلیک و تقویت کننده الیاف شیشه استفاده میشود. سایر تقویت کننده هااز جمله الیاف کربن،آرامید یا الیاف سنتزی به تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر برای کاربرد در شرایط دشوارتر بکار میروند.
نوع زمینه پلیمری و تقویت کننده ها بصورت پارچه بافته،الیاف سوزنی و ...به شکل خشک درون قالب قرار داده میشوند.الیاف یا قبلأ به شکل دقیق قالب تهیه میشوند - بصورت پیش شکل - یا در حین فرآیند چیدن آنها در قالب، بادست شکل داده میشوند.پس از قرار دادن الیاف درون قالب،یک رزین که از پیش با کاتالیزور مخلوط شده است به درون قالب بسته تزریق میشود و الیاف را پر میکنند. ممکن است روی سطح قالب پوششی ژله ایی اعمال شود؛فرآیند که طی آن،پیش از الیاف درون قالب،روی سطح قالب پوشش داده میشود.
برتری ذاتیRTM تزریق رزین با فشار کم است.فشار تزریق حین پر شدن690کیلو پاسکال است دیگربرتریهای این روش در مقایسه با فرایندهای قالب باز:کمتربودن میزان انتشار گازها و بخارات ناشی از پلیمریزایسون یا پخت رزین،شرایط کار تمیزتر،پایداری ابعاد بیشتر قطعات تولیدی،کیفیت خوب هر دو سطح قطعه تولیدی و فرآیند تولید سریعتر، با این حال هزینه ساخت بالا قالب و نیاز به گره های نگهدارنده قالب و تجهیزات کمکی،در مجموع فرایند RTMاز نظر هزینه و حجم تولید فرآیندی متوسط محسوب میشود و در اصل بین دو دسته فرآنید قالب باز کم هزینه با تولید کم و فرآیندهای پر هزینه قالبگیری با پرس با تولید انبوه قرار دارد.فرآیند در صنایع خودرو، هواپیما، و کالاهای مصرفی استفاده می شود مانند: کلاه ایمنی، درها، چوب هاکی، چهارچوب دوچرخه، پره های توربین بادی، بدنه ماشینهای ورزشی، پنل های اتومبیل و قطعات هواپیما با این روش ساخته می شوند.
مواد خام پایه
در این روش از پارچه و الیافهای پیش فرم, - conformal mat, braided Thermoformable mat mat - به عنوان تقویت کننده استفاده می شود.
:Thermoformable mat این مت ها توسط توزیع تصادفی الیافهای پیوسته پیچ و تاب خورده درون یک فیلم حامل متحرک یا تسمه و سپس آغشته کردن آنها با رزین تولید می شود .رزین مورد استفاده معمولاً گرمانرم است.
:Conformal matدر این مت ها پارچه ها یا مت ها حاوی الیافهای خرد شده روی لایه خارجی قرار داده شده و از spun-bonded core درون ماده استفاده می شود .این لایه ها به همدیگر بخیه زده می شوند. از ماهیچه برای ایجاد منطقه با نفوذ پذیری پایین استفاده می شود.
روش اعمال فشار و گرما
فشار در روشRTM از طریق فشار تزریق تامین می شود .فشار تزریق بین 69تا 690 کیلوپاسکال است. بعد از پر شدن قالب فشار در محدوده بین14 تا 69 کیلوپاسکال حفظ میشود. پس از پخت قطعه از داخل قالب درآورده می شود.
از مزایای این فرآیند میتوان از -1:تلرانس نزدیک به قطعه نزدیک است. -2تولید قطعات پیچیده تا تولید متوسط با این روش امکان پذیر است.-3انتشار مواد شیمیایی کم است.-4طیف وسیعی از تقویت کننده ها در این روش استفاده می شوند.-2دور ریز مواد کم است.-6امکان اتوماسیون شدن فرآیند وجود دارد.-7طیف وسیعی از تقویت کننده ها در این روش استفاده می شوند.
از محدودیتهای ان میتوان به:-1برای تولید قطعات پیچیده نیاز به آزمایشات سعی و خطا برای رسیدن به بهترین شرایط است.-2طراحی قالب پیچیده است.-3هزینه قالب و ابزارآلات این روش نسبت به روش دستی و اسپری بیشتر است.
در RTM ویسکوزیته بین 100 تا cp 1000 است.
