導入事例

樹脂トランスファー成形(RTM)は、航空宇宙、自動車、船舶、再生可能エネルギー用途向けに高性能複合部品を製造するために広く使用されているクローズドモールドプロセスです。風力タービンブレード、ボート船船船船船船船船船船、または自動車用ボディパネルなどの大規模プロジェクトでは、一貫した繊維ウェットアウトを実現しています。 包括的なウェットアウトは、排気ガス、乾燥スポット、および機械的特性の低減、最終的には部品の完全性を損なう、スクレープ率の上昇につながります。 この記事では、包括的な材料のガイド、金型の選定、金型の決定、金型の決定、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工、加工

繊維のぬれたアウトを理解する

繊維のぬれたアウトは樹脂のコートおよび浸透が繊維の補強を記述する程度を記述します。完全なぬれたアウトは各フィラメントが樹脂によって囲まれ、負荷移動を最大限に活用し、圧力集中を防ぐことを保障します。大規模なRTMでは、樹脂が複雑な繊維の建築によって長距離を旅行しなければならないので、頻繁に複数の層およびさまざまな透磁率を保障します。樹脂の粘着性、繊維の表面エネルギーおよび型の幾何学のあらゆる浮上がらせますこれらの要因は乾燥した区域に、または弱まるように、または微粉の精密なプロセスをです。

一貫性を達成するための重要な戦略

1. 樹脂の粘着性および化学を最大限に活用して下さい

樹脂粘度は、フローに影響を与える単一の最も重要な材料特性です。 大型金型の場合、樹脂は、ゲル化が起こる前に、キャビティ全体を埋めるために十分な流体を維持しなければなりません。 典型的なエポキシまたはポリエステルRTM樹脂は、注射温度で100〜1000 mPa・s間の粘度で処方されます。 熱硬化した樹脂タンクまたは加熱された金型表面の使用は粘度を低下させ、フローを改善することができますが、注意は、早期硬化を避けるために取られる必要があります。 さらに、樹脂を湿式樹脂と交換するか、または粘度を判断するかどうかを判断する場合には、必ず、材料を検査します。 粘度を検査するかどうかは、または粘度を判断します。

2. 適切な型の設計を保障して下さい

金型形状は、樹脂フローパスを予測します。大きな部品、ゲート、ベントは、充填および完全な空気の避難を促進するために配置する必要があります。 主な設計原則は次のとおりです。

  • 複数の注射ゲート:[]] スプレッド樹脂エントリ ポイントは、フローの長さと圧力勾配を減らし、均一性を改善します。
  • 構造的なベント配置:[ ベントは、通常、金型の強度やインサートの周りに、最終領域に配置する必要があります。 真空補助は、トラップ空気を除去するためにさらに役立ちます。
  • フローチャンネル:]] 金型周囲のシャロー溝または「レーストラック」は、樹脂をガイドし、非常に透過性の高い領域を介して優先フローを防ぐことができます。
  • 圧縮ギャップ:]半硬型で、注射中の繊維のスタックの制御圧縮は、チャネルを削減することにより、湿潤を向上することができます。

エスアイの PAM-RTM や ] の COMSOL 多体 のようなシミュレーションツールは、エンジニアがゲートをテストし、ツールを切断する前に、ほぼレイアウトをベントできるようにします。

3. 制御樹脂の注入変数

注入圧力および流量は慎重に調整されなければなりません。 高圧は、繊維洗浄または金型の脱落を引き起こす可能性があり、低流量は、早期のゲル化につながる可能性があります。 一般的なアプローチは、傾斜した注射プロファイルを使用することです。 低圧で開始して、プレフォームを飽和させ、フローフロントの進歩として圧力を増加させます。 リアルタイムの圧力トランスデューサーと流量計は、クローズドループ制御を可能にします。 金型表面全体に一貫した温度を維持し、金型表面全体で、局所的なフィードバックが調整されるようにします。 大規模な検出速度は、R & R & R & R & R & R & R & R & R & D の調整を自動化します。

4. プロセス最適化のためのフローシミュレーションを使用する

生産にコミットする前に、潜在的な問題を予測するために仮想フローシミュレーションを実行します。 繊維の透磁率(繊維の容積の分数とアーキテクチャと異なる)、樹脂の粘度、および注射条件。 彼らは、障害や乾燥スポットを開発する可能性があり、エンジニアがゲートを交換したり、ベントを追加したり、注射速度を調整したりすることができます。 ポストシミュレーション分析は、治療勾配を予測し、サイクル時間を最適化します。 シミュレーションに投資すると、早期に費用対効果の高い試行錯誤を削減します。

5. プレフォームとツーリングの検討

繊維の質は、湿式アウトに著しく影響します。 大きい部品では、プレフォームは、多くの場合、複数の層や形状から組み立てられます。 貧しいネスティング、不整列、またはしわは空気のエントラップメントと樹脂のチャネルのための経路を作成します。 一緒に層を保持するためにバインダーの使用は、樹脂システムと互換性があります。 プレフォームのエッジシールは、カットエッジを通過する樹脂を防ぐ。 さらに、ツーリング材料(アルミニウム、鋼、または複合金型)は、表面を溶着し、樹脂を清潔に保つために、表面を接着し、樹脂を防止します。 表面は、樹脂の形成および剥離を防止します。

6. プロセス監視および品質管理

大規模な一貫性のために、プロセス監視は不可欠です。テクニックには以下が含まれます。

  • 超音波センサ:]] 変形と、厚さを通したフローフロント進行を検知します。
  • 誘電監視:]] 樹脂硬化状態と粘度変化を測定します。
  • 圧力センサー:]]]均一充填と通気の活性化を検証します。

超音波CスキャンやX線計算されたトーモグラフィなどのポストインスペクション方法が内部品質を確認します。注射圧力、温度、サイクル時間などの重要なパラメータの統計プロセス制御(SPC)チャートを確立します。 トレンド分析は、欠陥を引き起こす前にドリフトを検出するのに役立ちます。

難易度の高い幾何学のための高度な技術

プレ濡れや樹脂フィルムの注入

非常に厚いまたは複雑な形状のために、注入前に樹脂の薄膜で特定の繊維層を前湿らせることは飽和を改善できます。この技術は、乾燥層間の樹脂フィルムを「樹脂フィルム注入」(RFI)と呼ばれる、いわゆる「樹脂フィルム注入」と呼ばれる、いわゆる「樹脂フィルム注入」と呼ばれる、すなわち、加熱すると、樹脂は、その繊維を溶解し、スタックに描画されます。RFIは、流量を削減し、鋭い角や肋骨の近くで乾燥したスポットを排除することができます。

真空アシスト樹脂転写成形(VARTM)

VARTMは、金型の片側に真空バッグでRTMを結合します。 真空は、注入側が正圧を適用しながら、プレフォームを介して樹脂を描画します。 このデュアル圧力システムは、特に、大型、薄肉部品で、ウェットアウトを強化します。 しかし、真空の完全性を損なう可能性がある漏れを避けるために、慎重なシール管理が必要です。

シーケンシャル注射

非常に大きい型のために、複数の注入の港は同時により順次活動化させることができます。最初の港は中心の近くで飽和し、その後は流れの前部進歩として注入します。これは総注入の時間および圧力条件を減らし、一貫した流れの前部を維持するのに役立ちます。

成功のための追加のヒント

  • プレフォームの準備を標準化します。[] ドキュメントレイアップシーケンス、圧縮圧力、およびバインダーアプリケーションが繰り返し機能を確実にします。
  • フロー可視化:]] クリアモールドセクションまたは埋め込み式ファイバーオプトセンサーにより、特に最初の記事では、ウェットアウトの視覚確認ができます。
  • [] 一貫した樹脂の混合および脱ガスを含んだ:[]] 樹脂のバッチは真空の下で混合され、溶解空気を除去するべきで、空隙を引き起こす可能性があります。
  • 欠陥認識のトレーナーオペレータ:[床のスタッフは、湿ったアウト(例えば、乾燥縞、樹脂のsurging)の早期兆候を識別し、それに応じて注射パラメータを調整します。
  • 熱アップ/クールダウンスケジュールを実装:[]大型での熱膨張が流路を歪める可能性がある。 制御加熱ブランケットまたはオーブンを使用する。
  • テストクーポン付き検証:[ 同じ繊維アーキテクチャと樹脂を使用して、スケーリングアップ前にウェットアウトを検証する小規模なRTM試験を実行します。

コンテンツ

大規模なRTMの一貫した繊維ウェットアウトは、材料科学、金型工学、プロセス自動化、品質保証を統合する包括的なアプローチが必要です。 樹脂の粘度を最適化することにより、シミュレーションを使用して、強力な注射システムの設計、およびプロセスをリアルタイムで監視することにより、メーカーは、最小限の欠陥で、大規模で複雑な複合部品を生成できます。 シミュレーションソフトウェアおよび自動射出成形装置への初期投資は重要なかもしれませんが、削減されたスクラップの支払い、より速いサイクル時間、およびより高い品質は、より大きなコストを正当化し、より大きな戦略を増大化します。 これらは、これらの戦略が、より大きな成長するでしょう。

更に読むには、RTMフロー改善のコンポジスワールド記事やのテクニカルペーパーなど、産業資源を参照ください。