高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM)是大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)的解決方案，其關(guān)鍵技術(shù)在于樹脂注入和模塑兩個(gè)階段。目前，汽車行業(yè)中越來越多的碳纖維復(fù)合材料零部件生產(chǎn)商，都在選擇康隆(Cannon)的環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂配方的濕部和干部設(shè)備。

 

    高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM)是傳統(tǒng)樹脂傳遞模塑(RTM)的大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)的解決方案，使用的也是快速固化的化學(xué)原料。HP-RTM工藝是通過一個(gè)混合頭，將基礎(chǔ)樹脂注入到模具內(nèi)，并浸潤其中的預(yù)成型纖維織物，最后快速固化形成高強(qiáng)度的復(fù)合材料部件。

 

    HP-RTM的關(guān)鍵技術(shù)在于樹脂注入和模塑兩個(gè)階段。先將預(yù)成型的碳纖維放入壓機(jī)的模具內(nèi)，然后高壓注入液態(tài)的樹脂。因?yàn)椴捎玫氖切乱淮目焖俜磻?yīng)型化學(xué)原料，所以原料配方的各個(gè)組分在混合前一直是分開的，直到碳纖維預(yù)成型件需要注入樹脂時(shí)，原料才混合。原料反應(yīng)時(shí)間很短，所以在注入階段，原料的粘度開始迅速增加。

 

    這將導(dǎo)致模內(nèi)壓力的急劇上升(這也是此工藝最大的特點(diǎn))。模內(nèi)壓力通常在50～120 bar(5000～12000kPa)。

樹脂原料的混合和注入是通過一套專門的計(jì)量和注射設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。這套設(shè)備采用特殊的設(shè)計(jì)，原料會以要求的溫度在管路內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿摎?，然后以精確的流量和比例進(jìn)行計(jì)量。

 

    這套設(shè)備還帶有夾套料罐，通過導(dǎo)熱油模溫機(jī)和熱交換器，將原料溫度加熱到100 ℃。料罐還帶有專門的真空脫氣系統(tǒng)，可去除樹脂原料中殘留的氣泡，避免最后固化的復(fù)合材料部件中出現(xiàn)氣孔。

 

    HP-RTM工藝中最關(guān)鍵的設(shè)備是混合頭。液態(tài)的原料通過計(jì)量泵在混合頭內(nèi)達(dá)到一定的壓力，然后通過專門的噴嘴將這種壓力轉(zhuǎn)化成噴射混合的動(dòng)能。兩種或多種原料會通過這些噴嘴在混合腔內(nèi)充分高壓對撞混合。這種高壓對撞會產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的湍流，以實(shí)現(xiàn)最佳的混合效果。

 

 

    一家主流的德國汽車制造商剛剛又采購了一臺新的康隆(Cannon)E-System 5 Enhanced設(shè)備，用于他們的開發(fā)實(shí)驗(yàn)室。這是康隆(Cannon)專為HP-RTM工藝設(shè)計(jì)的最新型的計(jì)量設(shè)備。這臺三組分的機(jī)器被用于開發(fā)他們下一代的環(huán)氧樹脂基的復(fù)合材料部件。這家汽車制造商在復(fù)合材料領(lǐng)域創(chuàng)造了很多技術(shù)成果，對現(xiàn)代乘用車的設(shè)計(jì)和效率產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。2015年，其實(shí)驗(yàn)室又買了一臺最新型的樹脂計(jì)量設(shè)備，又開發(fā)了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。

 

    世界最主要的設(shè)備生產(chǎn)商都受到邀請參與投標(biāo)，康隆(Cannon)Afros按其技術(shù)要求提供了一套性價(jià)比最高的方案，因此贏得了這個(gè)項(xiàng)目。

 

    這套設(shè)備包括一臺E-System 5 Enhanced樹脂原料計(jì)量設(shè)備，帶有70L不銹鋼料罐以及樹脂和固化劑的原料管路。計(jì)量系統(tǒng)可處理3種液體原料。如果采用通常的混合比例，設(shè)備流量范圍在15～140g/s。設(shè)備的整個(gè)樹脂計(jì)量部分都被裝在一個(gè)加熱的保溫箱體內(nèi)，所以樹脂的工作溫度可穩(wěn)定在85℃。固化劑可加熱至50℃。最新設(shè)計(jì)的計(jì)量模塊，可使脫模劑與樹脂組分得到更穩(wěn)定而精確的預(yù)混。設(shè)備的管路設(shè)計(jì)更方便原料的更換，所以一天可做多組試驗(yàn)。

 

    這套計(jì)量設(shè)備還配有一個(gè)康隆(Cannon)LN 10 EPX混合頭，可以裝到一個(gè)模具上，采用HP-RTM工藝生產(chǎn)小的復(fù)合材料零部件。

 

    此外，這套設(shè)備還帶有先進(jìn)的數(shù)據(jù)記錄軟件包，這是康隆(Cannon)E System Enhanced計(jì)量設(shè)備的一項(xiàng)非常有用的配置。

 

    注射原料的全部數(shù)據(jù)都能得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并被保存在機(jī)器硬盤的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。這些數(shù)據(jù)還可顯示在21"的觸摸屏顯示器上，并可在機(jī)器的人機(jī)界面上直接進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。

原料組分的壓力、溫度、流量，以及模內(nèi)壓力、混合頭狀態(tài)和混合比例，這些都由設(shè)備進(jìn)行控制，并可在一個(gè)專門的圖表內(nèi)查詢和監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，可看到加工過程中這些參數(shù)精確的數(shù)值。

 

    韓國的高品質(zhì)CFRP零部件開發(fā)

 

    一家韓國的原料生產(chǎn)商也剛剛向康隆(Cannon)Afros訂購了一臺復(fù)雜的HP-RTM計(jì)量設(shè)備。這也是一套康隆(Cannon)E-System 5 Enhanced三組分原料的計(jì)量設(shè)備，帶有70 L的料罐和用于Liquid Lay Down(液體淋澆)樹脂浸潤工藝的混合頭?？德?Cannon)的這臺環(huán)氧樹脂計(jì)量設(shè)備與這家公司實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的一臺壓機(jī)相配合用于研發(fā)，主要是配方測試和原型制作。

 

    通過配備最新的電子控制及先進(jìn)的DCSP數(shù)據(jù)采集和分析軟件，這臺設(shè)備助力這家公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)更高效地完成了開發(fā)工作，并在整個(gè)樹脂注入過程中詳細(xì)地記錄了所有的注射參數(shù)，可以馬上評估工藝流程的完成情況，并找出可能的問題。所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還可通過一個(gè)裝在手機(jī)上的APP程序進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

 

    一款在德國生產(chǎn)的用于城市車輛的大型PUR汽車零部件

 

    德國汽車行業(yè)的一家重要的一級零部件供應(yīng)商，剛剛也向康隆(Cannon)訂購了一套計(jì)量設(shè)備，用于生產(chǎn)一款城市新能源電動(dòng)汽車的大型結(jié)構(gòu)部件。該部件采用了一種聚氨酯樹脂基的碳纖維復(fù)合材料，在達(dá)到所要求的所有機(jī)械性能的同時(shí)，生產(chǎn)成本也更低。該項(xiàng)目的下一階段會有更多的細(xì)節(jié)發(fā)布?？德?Cannon)于2016年交付了這臺設(shè)備。

汽車行業(yè)中越來越多的碳纖維復(fù)合材料零部件生產(chǎn)商在選擇康隆(Cannon)的環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂配方的濕部和干部設(shè)備。

 

康隆(Cannon)LN 10 EPX是專為環(huán)氧樹脂原料特殊設(shè)計(jì)的混合頭