隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)材料性能的要求日益提高。復(fù)合材料因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)異特性，在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其中，樹(shù)脂傳遞模塑（RTM）成形技術(shù)作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料液體成型技術(shù)，更是憑借其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、制造成本低等優(yōu)勢(shì)，在航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的制造中占據(jù)了重要地位。
RTM技術(shù)的基本原理
樹(shù)脂傳遞模塑（RTM）技術(shù)屬于復(fù)合材料液體成型技術(shù)的范疇。其工藝過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟：首先，在模具中鋪放好與制件結(jié)構(gòu)形式一致的增強(qiáng)材料預(yù)成型體；然后，在一定的溫度、壓力下，采用注射設(shè)備將低黏度的液態(tài)樹(shù)脂注入閉合模具中；樹(shù)脂在浸漬預(yù)成型體的同時(shí)，置換出模具中的全部氣體；當(dāng)模具充滿后，通過(guò)加熱使樹(shù)脂固化，最后脫模獲得產(chǎn)品。
RTM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
-
生產(chǎn)效率高：RTM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化生產(chǎn)，能夠成型從小型精密到大型整體復(fù)雜的多種復(fù)合材料制件。對(duì)于帶有夾芯、加筋和預(yù)埋件的大型、復(fù)雜構(gòu)件，RTM技術(shù)可通過(guò)一步浸漬、固化成型，替代傳統(tǒng)成型工藝的多步成型過(guò)程，顯著提高生產(chǎn)效率。
-
產(chǎn)品質(zhì)量高：RTM技術(shù)制造的制件表面質(zhì)量、尺寸精度高，能夠制造具有良好表面質(zhì)量、高尺寸精度的復(fù)雜部件。在大型部件的制造方面，RTM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
-
經(jīng)濟(jì)效果好：RTM模具制造和材料選擇靈活性強(qiáng)，根據(jù)不同的生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)備的變化也很靈活。制品產(chǎn)量在1000-20000之間時(shí)，采用RTM成型工藝可獲得最佳生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。
-
環(huán)保：RTM成型工藝屬于閉模操作工藝，工作環(huán)境清潔，成型過(guò)程中苯乙烯排放量小，有利于環(huán)保。
RTM技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
在航空航天領(lǐng)域，RTM技術(shù)憑借其高減重和低成本優(yōu)勢(shì)，在先進(jìn)飛機(jī)的承力和非承力結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。例如，RTM技術(shù)可用于制造機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等關(guān)鍵部件，不僅減輕了飛機(jī)重量，提高了飛行效率，還增強(qiáng)了飛機(jī)的整體性能。
RTM技術(shù)的關(guān)鍵要素
-
原材料：RTM技術(shù)對(duì)原材料的要求嚴(yán)格，要求增強(qiáng)材料具有良好的耐樹(shù)脂流動(dòng)沖刷和良好的浸潤(rùn)性，樹(shù)脂則需具備低黏度、高反應(yīng)活性、中溫固化、固化放熱峰值低等特點(diǎn)。
-
模具設(shè)計(jì)：模具是RTM成型工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，其選材和設(shè)計(jì)直接影響制件的質(zhì)量。對(duì)于大批量或表面質(zhì)量要求高的RTM制件，一般選用鋼、鋅鋁合金或鍍鎳鋼殼模。成功的RTM成型模具應(yīng)具有結(jié)構(gòu)精巧、溫度場(chǎng)均勻、系統(tǒng)密封性好等特點(diǎn)。
-
注射設(shè)備：注射設(shè)備是RTM工藝中的另一個(gè)重要組成部分，其自動(dòng)化程度直接影響生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的RTM工藝通常采用樹(shù)脂儲(chǔ)料罐、樹(shù)脂供給系統(tǒng)、樹(shù)脂輸送管路、計(jì)量泵以及各種自動(dòng)化儀表等設(shè)備。
-
固化設(shè)備：樹(shù)脂的固化過(guò)程可以在烘箱、壓機(jī)、整體加熱模具等不同設(shè)備中進(jìn)行。選擇模具加熱方式時(shí)，需綜合考慮加熱效率、溫度均勻性、升降溫速率可控范圍以及運(yùn)行成本和環(huán)境保護(hù)等因素。
RTM技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
隨著科技的不斷進(jìn)步，RTM技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來(lái)，RTM技術(shù)將更加注重環(huán)保和循環(huán)利用，通過(guò)開(kāi)發(fā)可循環(huán)利用的材料和工藝，降低廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，智能制造技術(shù)的應(yīng)用也將推動(dòng)RTM生產(chǎn)線的自動(dòng)化、信息化和智能化，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
綜上所述，航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件樹(shù)脂傳遞模塑成形技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，RTM技術(shù)必將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用，為航空航天事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。
