Dua proses RTM yang cocok untuk bahan komposit kinerja tinggi skala besar

Resin Transfer Moulding (RTM) adalah proses cetakan cair yang khas untuk bahan komposit berbasis resin yang diperkuat serat. Proses utama teknik ini adalah sebagai berikut:

(1) Desain Fiber Preform sesuai dengan bentuk dan persyaratan kinerja mekanis dari bagian yang diperlukan.

(2) Tempatkan preform serat yang dirancang sebelumnya di dalam cetakan, tutup cetakan dan berikan tekanan untuk mencapai fraksi volume yang diinginkan untuk preform serat.

(3) Di bawah peralatan injeksi khusus, resin disuntikkan ke dalam cetakan pada tekanan dan suhu tertentu untuk mengeluarkan udara dan membasahi tubuh serat yang terbentuk sebelumnya.

(4) Setelah preform serat benar -benar direndam dalam resin, suhu tertentu diterapkan untuk reaksi curing. Proses berlanjut sampai reaksi curing selesai, dan kemudian bagian terakhir dihilangkan.

Tekanan transfer resin adalah parameter utama yang perlu dikontrol dalam proses RTM. Tekanan ini digunakan untuk mengatasi resistensi yang dihadapi saat menyuntikkan rongga cetakan dan merendam bahan penguat. Waktu yang dibutuhkan resin untuk menyelesaikan transfer terkait dengan tekanan dan suhu sistem. Waktu yang lebih singkat dapat meningkatkan efisiensi produksi. Namun, jika aliran resin terlalu besar, perekat tidak dapat menembus bahan penguat dalam waktu, dan kecelakaan dapat terjadi karena peningkatan tekanan sistem. Oleh karena itu, umumnya diperlukan bahwa laju permukaan cairan resin naik ke dalam cetakan selama proses transfer tidak boleh melebihi 25mm/menit. Proses transfer resin dapat dipantau dengan mengamati outlet. Secara umum, diyakini bahwa ketika semua port pengamatan pada cetakan memiliki overflow perekat dan tidak ada lagi gelembung yang habis, dan jumlah aktual dari resin yang ditambahkan pada dasarnya konsisten dengan jumlah yang diharapkan, proses transfer selesai. Oleh karena itu, pengaturan outlet harus dipertimbangkan dengan cermat.

Dalam proses RTM, bahan penguat dapat dipilih dari serat kaca, serat grafit, serat karbon, silikon karbida dan serat aramid, dll. Jenis-jenis ini dapat dipilih sebagai serat cincang, kain searah, kain multi-sumbu, bahan yang dikepang, bahan inti, bahan inti, atau cetakan preformed sesuai dengan persyaratan cetakan.

Dari perspektif kinerja produk, komponen yang diproduksi oleh proses ini memiliki fraksi volume serat yang tinggi, dan mereka dapat diperkuat secara lokal dengan serat sesuai dengan bentuk spesifik komponen, yang kondusif untuk meningkatkan kinerja produk. Dari perspektif biaya produksi, 70% dari biaya komponen material komposit berasal dari biaya produksi. Oleh karena itu, bagaimana mengurangi biaya produksi adalah masalah penting yang perlu segera dibahas dalam pengembangan bahan komposit. Dibandingkan dengan teknologi tangki pers panas tradisional untuk pembuatan bahan komposit berbasis resin, proses RTM tidak memerlukan tangki mahal, yang sangat mengurangi biaya pembuatan. Selain itu, bagian-bagian yang diproduksi oleh proses RTM tidak dibatasi oleh ukuran tangki, dan kisaran ukuran komponen relatif fleksibel, memungkinkan pembuatan komponen bahan komposit besar dan berkinerja tinggi. Secara keseluruhan, proses RTM telah diterapkan secara luas dan dikembangkan dengan cepat di bidang pembuatan bahan komposit, dan terikat untuk menjadi proses dominan untuk pembuatan bahan komposit.

Dalam beberapa tahun terakhir, dalam industri manufaktur dirgantara, produk material komposit secara bertahap bergeser dari komponen non-beban dan bagian kecil ke komponen bantalan beban utama dan bagian-bagian terintegrasi yang besar. Ada permintaan mendesak untuk pembuatan bahan komposit besar dan berkinerja tinggi. Oleh karena itu, teknologi seperti Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding (VA-RTM) dan cetakan transfer-resin (L-RTM) telah dikembangkan.

Cetakan adalah perbedaan terbesar antara kedua proses ini. Dalam investasi RTM, karena tekanan injeksi yang tinggi, sebagian besar biaya dihabiskan untuk cetakan dan perangkat penjepit. Ini tidak cocok untuk produk dengan volume produksi kecil dalam hal harga. Kehidupan layanan cetakan RTM dapat mencapai lebih dari 5.000 keping, dan efisiensi produksinya tinggi, membuatnya cocok untuk produk dengan produksi tahunan lebih dari 2.000 buah.

Keuntungan terbesar dari LRTM terletak pada biaya produksi cetakan rendah. Biaya sekitar setengah dari cetakan RTM konvensional, tetapi masa pakai cetakan LRTM lebih rendah dari pada cetakan RTM, membuatnya cocok untuk produk dengan produksi tahunan sekitar 1.000 buah. Produk yang diproduksi oleh proses LRTM dapat lebih besar dari RTM tradisional, biasanya mulai dari produk ukuran basket hingga lambung kapal sepanjang 8 meter (sekitar 25 meter persegi). Namun, ini bukan batas akhir dari ukuran produk. Kesulitan dalam membuat produk lebih kecil dari tutup bola basket adalah peletakan serat, sementara produk yang lebih besar dari 8 meter mengalami kesulitan dalam cara menangani cetakan atas.

Kerugian cetakan fiberglass adalah masa pakai pendek dari permukaan cetakan. Untuk mendapatkan kehidupan cetakan dan pengulangan produk yang sangat baik dan akurasi dimensi, cetakan untuk proses LRTM dan RTM harus memiliki bagian yang berkualitas tinggi dan tepat. Dalam proses pencetakan bahan komposit, biaya persyaratan permukaan produk akhir dapat mencapai 60% dari harga produk akhir. Cetakan bahan komposit dapat mencapai 500 waktu penggunaan untuk kualitas permukaan permukaan otomotif, dan kemudian perlakuan permukaan cetakan diperlukan. Salah satu metode untuk meningkatkan kehidupan adalah dengan menggunakan permukaan cetakan yang dapat diganti (ex-changable cetakan kulit), seperti teknologi ZIP RTM yang dipatenkan dari teknologi JHM, yang dapat digunakan untuk proses RTM dan LRTM. Dengan menggunakan permukaan cetakan yang dapat diganti untuk menggantikan permukaan cetakan yang rentan, kehidupan cetakan dan kualitas dapat diperpanjang, dan kehidupan cetakan dapat mencapai 8.000-10.000 kali. Saat menggunakan beberapa permukaan cetakan yang dapat diganti secara bersamaan, karena perekat dapat secara langsung diterapkan dan dipanaskan pada permukaan cetakan yang dapat diganti di luar cetakan, efisiensi produksi sangat ditingkatkan.