बड़े पैमाने पर उच्च प्रदर्शन मिश्रित सामग्री के लिए उपयुक्त दो आरटीएम प्रक्रियाएं

रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग (आरटीएम) प्रक्रिया फाइबर-प्रबलित रेज़िन आधारित मिश्रित सामग्री के लिए एक विशिष्ट तरल मोल्डिंग प्रक्रिया है, जिसमें मुख्य रूप से शामिल हैं:
(1) आवश्यक घटकों के आकार और यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुसार डिज़ाइन फाइबर प्रीफ़ॉर्म;
(2) पहले से डिज़ाइन किए गए फाइबर प्रीफॉर्म को मोल्ड में रखें, मोल्ड को बंद करें और फाइबर प्रीफॉर्म का संबंधित वॉल्यूम अंश प्राप्त करने के लिए इसे संपीड़ित करें;
(3) विशेष इंजेक्शन उपकरण के तहत, हवा को खत्म करने के लिए एक निश्चित दबाव और तापमान पर राल को मोल्ड में इंजेक्ट करें और इसे फाइबर प्रीफॉर्म में डुबो दें;
(4) फाइबर प्रीफॉर्म पूरी तरह से राल में डूब जाने के बाद, इलाज की प्रतिक्रिया पूरी होने तक एक निश्चित तापमान पर इलाज की प्रतिक्रिया की जाती है, और अंतिम उत्पाद को बाहर निकाला जाता है।

राल स्थानांतरण दबाव मुख्य पैरामीटर है जिसे आरटीएम प्रक्रिया में नियंत्रित किया जाना चाहिए।इस दबाव का उपयोग मोल्ड गुहा में इंजेक्शन और मजबूत सामग्री के विसर्जन के दौरान आने वाले प्रतिरोध को दूर करने के लिए किया जाता है।राल के संचरण को पूरा करने का समय सिस्टम दबाव और तापमान से संबंधित है, और कम समय उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकता है।लेकिन यदि राल प्रवाह दर बहुत अधिक है, तो चिपकने वाला समय पर मजबूत करने वाली सामग्री में प्रवेश नहीं कर सकता है, और सिस्टम दबाव में वृद्धि के कारण दुर्घटनाएं हो सकती हैं।इसलिए, आम तौर पर यह आवश्यक है कि स्थानांतरण प्रक्रिया के दौरान मोल्ड में प्रवेश करने वाले राल तरल स्तर 25 मिमी/मिनट से अधिक तेजी से न बढ़े।डिस्चार्ज पोर्ट का अवलोकन करके राल स्थानांतरण प्रक्रिया की निगरानी करें।आमतौर पर यह माना जाता है कि स्थानांतरण प्रक्रिया तब पूरी होती है जब मोल्ड पर सभी अवलोकन बंदरगाहों में गोंद का अतिप्रवाह होता है और अब बुलबुले नहीं निकलते हैं, और जोड़े गए राल की वास्तविक मात्रा मूल रूप से जोड़े गए राल की अपेक्षित मात्रा के समान होती है।इसलिए, निकास आउटलेट की सेटिंग पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।

राल चयन

राल प्रणाली का चयन आरटीएम प्रक्रिया की कुंजी है।इष्टतम चिपचिपाहट 0.025-0.03Pa·s है जब राल को मोल्ड गुहा में छोड़ा जाता है और तेजी से फाइबर में घुसपैठ किया जाता है।पॉलिएस्टर रेज़िन की चिपचिपाहट कम होती है और इसे कमरे के तापमान पर ठंडे इंजेक्शन द्वारा पूरा किया जा सकता है।हालाँकि, उत्पाद की विभिन्न प्रदर्शन आवश्यकताओं के कारण, विभिन्न प्रकार के रेजिन का चयन किया जाएगा, और उनकी चिपचिपाहट समान नहीं होगी।इसलिए, पाइपलाइन और इंजेक्शन हेड का आकार उपयुक्त विशेष घटकों की प्रवाह आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।आरटीएम प्रक्रिया के लिए उपयुक्त रेजिन में पॉलिएस्टर रेजिन, एपॉक्सी रेजिन, फेनोलिक रेजिन, पॉलीमाइड रेजिन आदि शामिल हैं।

सुदृढीकरण सामग्री का चयन

आरटीएम प्रक्रिया में, ग्लास फाइबर, ग्रेफाइट फाइबर, कार्बन फाइबर, सिलिकॉन कार्बाइड और अरिमिड फाइबर जैसी मजबूत सामग्री का चयन किया जा सकता है।डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार किस्मों का चयन किया जा सकता है, जिसमें शॉर्ट कट फाइबर, यूनिडायरेक्शनल फैब्रिक, मल्टी एक्सिस फैब्रिक, बुनाई, बुनाई, कोर सामग्री या प्रीफॉर्म शामिल हैं।
उत्पाद प्रदर्शन के दृष्टिकोण से, इस प्रक्रिया द्वारा उत्पादित भागों में उच्च फाइबर मात्रा अंश होता है और भागों के विशिष्ट आकार के अनुसार स्थानीय फाइबर सुदृढीकरण के साथ डिजाइन किया जा सकता है, जो उत्पाद प्रदर्शन में सुधार के लिए फायदेमंद है।उत्पादन लागत के दृष्टिकोण से, मिश्रित घटकों की लागत का 70% विनिर्माण लागत से आता है।इसलिए, विनिर्माण लागत को कैसे कम किया जाए यह एक महत्वपूर्ण मुद्दा है जिसे मिश्रित सामग्री के विकास में तत्काल हल करने की आवश्यकता है।राल आधारित मिश्रित सामग्री के निर्माण के लिए पारंपरिक हॉट प्रेसिंग टैंक तकनीक की तुलना में, आरटीएम प्रक्रिया में महंगी टैंक बॉडी की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे विनिर्माण लागत काफी कम हो जाती है।इसके अलावा, आरटीएम प्रक्रिया द्वारा निर्मित हिस्से टैंक के आकार तक सीमित नहीं हैं, और हिस्सों की आकार सीमा अपेक्षाकृत लचीली है, जो बड़े और उच्च प्रदर्शन वाले मिश्रित घटकों का निर्माण कर सकती है।कुल मिलाकर, समग्र सामग्री निर्माण के क्षेत्र में आरटीएम प्रक्रिया को व्यापक रूप से लागू किया गया है और तेजी से विकसित किया गया है, और यह समग्र सामग्री निर्माण में प्रमुख प्रक्रिया बनने के लिए बाध्य है।
हाल के वर्षों में, एयरोस्पेस विनिर्माण उद्योग में मिश्रित सामग्री उत्पाद धीरे-धीरे गैर भार वहन करने वाले घटकों और छोटे घटकों से मुख्य भार वहन करने वाले घटकों और बड़े एकीकृत घटकों में स्थानांतरित हो गए हैं।बड़े और उच्च प्रदर्शन वाली मिश्रित सामग्रियों के निर्माण की तत्काल मांग है।इसलिए, वैक्यूम असिस्टेड रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग (वीए-आरटीएम) और लाइट रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग (एल-आरटीएम) जैसी प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं।

वैक्यूम असिस्टेड रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग प्रक्रिया VA-RTM प्रक्रिया

वैक्यूम असिस्टेड रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग प्रक्रिया VA-RTM पारंपरिक RTM प्रक्रिया से प्राप्त एक प्रक्रिया तकनीक है।इस प्रक्रिया की मुख्य प्रक्रिया मोल्ड के अंदर जहां फाइबर प्रीफॉर्म स्थित है, को वैक्यूम करने के लिए वैक्यूम पंप और अन्य उपकरणों का उपयोग करना है, ताकि राल को वैक्यूम नकारात्मक दबाव की कार्रवाई के तहत मोल्ड में इंजेक्ट किया जा सके, जिससे घुसपैठ की प्रक्रिया प्राप्त हो सके। मिश्रित सामग्री भागों के आवश्यक आकार और फाइबर वॉल्यूम अंश को प्राप्त करने के लिए फाइबर प्रीफॉर्म, और अंततः ठोस हो जाता है और मोल्ड के अंदर बनता है।

पारंपरिक आरटीएम तकनीक की तुलना में, वीए-आरटीएम तकनीक मोल्ड के अंदर वैक्यूम पंपिंग का उपयोग करती है, जो मोल्ड के अंदर इंजेक्शन के दबाव को कम कर सकती है और मोल्ड और फाइबर प्रीफॉर्म के विरूपण को काफी कम कर सकती है, जिससे उपकरण और मोल्ड के लिए प्रक्रिया की प्रदर्शन आवश्यकताओं को कम किया जा सकता है। .यह आरटीएम तकनीक को हल्के साँचे का उपयोग करने की भी अनुमति देता है, जो उत्पादन लागत को कम करने के लिए फायदेमंद है।इसलिए, यह तकनीक बड़े समग्र भागों के निर्माण के लिए अधिक उपयुक्त है, उदाहरण के लिए, फोम सैंडविच मिश्रित प्लेट एयरोस्पेस क्षेत्र में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले बड़े घटकों में से एक है।
कुल मिलाकर, वीए-आरटीएम प्रक्रिया बड़े और उच्च प्रदर्शन वाले एयरोस्पेस मिश्रित घटकों को तैयार करने के लिए अत्यधिक उपयुक्त है।हालाँकि, चीन में यह प्रक्रिया अभी भी अर्ध-मशीनीकृत है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद निर्माण दक्षता कम है।इसके अलावा, प्रक्रिया मापदंडों का डिज़ाइन ज्यादातर अनुभव पर निर्भर करता है, और बुद्धिमान डिज़ाइन अभी तक हासिल नहीं किया गया है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता को सटीक रूप से नियंत्रित करना मुश्किल हो जाता है।साथ ही, कई अध्ययनों से पता चला है कि इस प्रक्रिया के दौरान राल प्रवाह की दिशा में दबाव प्रवणता आसानी से उत्पन्न होती है, खासकर वैक्यूम बैग का उपयोग करते समय, राल प्रवाह के सामने कुछ हद तक दबाव में छूट होगी, जो होगी राल घुसपैठ को प्रभावित करते हैं, वर्कपीस के अंदर बुलबुले बनाते हैं, और उत्पाद के यांत्रिक गुणों को कम करते हैं।साथ ही, असमान दबाव वितरण वर्कपीस की असमान मोटाई वितरण का कारण बनेगा, जिससे अंतिम वर्कपीस की उपस्थिति गुणवत्ता प्रभावित होगी। यह एक तकनीकी चुनौती भी है जिसे प्रौद्योगिकी को अभी भी हल करने की आवश्यकता है।

लाइट रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग प्रक्रिया एल-आरटीएम प्रक्रिया

हल्के रेज़िन ट्रांसफर मोल्डिंग के लिए एल-आरटीएम प्रक्रिया पारंपरिक वीए-आरटीएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित एक नई प्रकार की तकनीक है।जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, इस प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की मुख्य विशेषता यह है कि निचला साँचा एक धातु या अन्य कठोर साँचे को अपनाता है, और ऊपरी साँचा एक अर्ध कठोर हल्के साँचे को अपनाता है।मोल्ड के अंदरूनी हिस्से को डबल सीलिंग संरचना के साथ डिज़ाइन किया गया है, और ऊपरी मोल्ड को बाहरी रूप से वैक्यूम के माध्यम से तय किया जाता है, जबकि इंटीरियर राल को पेश करने के लिए वैक्यूम का उपयोग करता है।इस प्रक्रिया के ऊपरी सांचे में अर्ध-कठोर सांचे के उपयोग और सांचे के अंदर वैक्यूम स्थिति के कारण, सांचे के अंदर दबाव और सांचे की निर्माण लागत बहुत कम हो जाती है।यह तकनीक बड़े मिश्रित भागों का निर्माण कर सकती है।पारंपरिक वीए-आरटीएम प्रक्रिया की तुलना में, इस प्रक्रिया द्वारा प्राप्त भागों की मोटाई अधिक समान है और ऊपरी और निचली सतहों की गुणवत्ता बेहतर है।साथ ही, ऊपरी मोल्ड में अर्ध-कठोर सामग्रियों का उपयोग पुन: उपयोग किया जा सकता है, यह तकनीक वीए-आरटीएम प्रक्रिया में वैक्यूम बैग की बर्बादी से बचती है, जिससे यह उच्च सतह गुणवत्ता आवश्यकताओं के साथ एयरोस्पेस मिश्रित भागों के निर्माण के लिए अत्यधिक उपयुक्त हो जाती है।

हालाँकि, वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, इस प्रक्रिया में अभी भी कुछ तकनीकी कठिनाइयाँ हैं:
(1) ऊपरी मोल्ड में अर्ध-कठोर सामग्रियों के उपयोग के कारण, वैक्यूम फिक्स्ड मोल्ड प्रक्रिया के दौरान सामग्री की अपर्याप्त कठोरता आसानी से ढह सकती है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस की असमान मोटाई होती है और इसकी सतह की गुणवत्ता प्रभावित होती है।साथ ही, साँचे की कठोरता साँचे के जीवनकाल को भी प्रभावित करती है।एल-आरटीएम के लिए मोल्ड के रूप में उपयुक्त अर्ध-कठोर सामग्री का चयन कैसे करें, इस प्रक्रिया के अनुप्रयोग में तकनीकी कठिनाइयों में से एक है।
(2) एल-आरटीएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी मोल्ड के अंदर वैक्यूम पंपिंग के उपयोग के कारण, मोल्ड की सीलिंग प्रक्रिया की सुचारू प्रगति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।अपर्याप्त सीलिंग से वर्कपीस के अंदर अपर्याप्त राल घुसपैठ हो सकती है, जिससे इसका प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।इसलिए, मोल्ड सीलिंग तकनीक इस प्रक्रिया के अनुप्रयोग में तकनीकी कठिनाइयों में से एक है।
(3) एल-आरटीएम प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले राल को इंजेक्शन के दबाव को कम करने और मोल्ड की सेवा जीवन में सुधार करने के लिए भरने की प्रक्रिया के दौरान कम चिपचिपापन बनाए रखना चाहिए।उपयुक्त रेज़िन मैट्रिक्स विकसित करना इस प्रक्रिया के अनुप्रयोग में तकनीकी कठिनाइयों में से एक है।
(4) एल-आरटीएम प्रक्रिया में, समान राल प्रवाह को बढ़ावा देने के लिए आमतौर पर मोल्ड पर प्रवाह चैनल डिजाइन करना आवश्यक होता है।यदि प्रवाह चैनल का डिज़ाइन उचित नहीं है, तो यह भागों में सूखे धब्बे और समृद्ध ग्रीस जैसे दोष पैदा कर सकता है, जो भागों की अंतिम गुणवत्ता को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है।विशेष रूप से जटिल त्रि-आयामी भागों के लिए, मोल्ड प्रवाह चैनल को उचित रूप से कैसे डिज़ाइन किया जाए यह भी इस प्रक्रिया के अनुप्रयोग में तकनीकी कठिनाइयों में से एक है।