表6-11 RTM成型技術(shù)在艦船和裝甲車輛上的應用
國內(nèi)應用和研究RTM工藝的單位較多,如航空材料研究院、637所、703所、北京玻璃鋼研究設(shè)計院、北京航空航天大學等。應用的產(chǎn)品有雷達罩、全碳纖維復合材料槳葉、導彈穩(wěn)定翼等。
二、汽車部件
復合材料在汽車工業(yè)中的應用已經(jīng)有相當長的歷史,20世紀90年代以后,汽車工業(yè)開始使用RTM工藝制造零部件。汽車工業(yè)是RTM應用最早、規(guī)模最大的領(lǐng)域。
1970年前后,用RTM工藝加工Corvette車型的儀表盤,GM試驗研究的全復合材料承力構(gòu)架,達到鋼制構(gòu)架性能而減重20%。近年來采用RTM工藝已工業(yè)化生產(chǎn)了FIEERO轎車和雪佛萊LUMINA“子彈頭” 汽車等車型的車身覆蓋件和零部件,年產(chǎn)量已分別達到6.5~10萬輛。1992年Chrysler研發(fā)出Viper跑車的RTM車殼;1994年Fort研發(fā)出RTM Transit商用車的高頂,1995年研制RTM Fiesta轎車的后擾流板。
Iveco卡車駕駛室的高頂采用RTM法成型,由意大利的Pianfei IPA的Mondovi廠制造。車頂總成的總面積為6m2,重量為45kg,樹脂為間苯樹脂,采用的預成型材料是熱成型連續(xù)纖維氈。
SP5A駕駛室頂由Polymer Engineering 公司用RTM方法生產(chǎn),配套服務(wù)于ERF 卡車,面積達到12m2。
材料:Class 1 BS 476 Part 7聚酯樹脂;
結(jié)構(gòu):6個獨立泡沫嵌件、攻絲嵌件;
模具:FRP加熱模具;
生產(chǎn)線:雙模具、雙工位的模具安裝系統(tǒng);
后加工:經(jīng)過計算機控制的多軸機器拋光后,進入噴涂車間。
巴西Technofibrac SA公司,廣泛采用低成本的RTM成型工藝生產(chǎn)大型卡車車頂、面罩,豪華客車及公共汽車前臉、后尾,鋪路車、油礦車車身、駕駛室總成等大型玻璃鋼車輛部件,為Buscar、Ford、Volkswagen、GM、Honda等許多世界知名的汽車公司配套,1998年達到年產(chǎn)2,200噸的生產(chǎn)批量。
意大利的Sistema用RTM工藝為為Iveco車型配套制造箱式貨車、卡車和教練車的車身、車頂,車頂最大達到14m2。他們認為,其優(yōu)點是具有較好的空氣動力學特性,在85km/h的車速下,減少空氣阻力20-25%。
Advanced technology transit bus(ATTB)公司使用FRP減輕自重、減少油耗和尾氣排放。由Metropolitan Transportation Authority(MTA)公司制造車體結(jié)構(gòu),比傳統(tǒng)的公共汽車減重達4000kg,傳統(tǒng)的公共汽車車體結(jié)構(gòu)由數(shù)千個部件組成,但ATTB只有4個部件,采用VARTM復合夾芯工藝制造,選用Dow Chemical 公司Derakane環(huán)氧乙烯基樹脂和PVC泡沫夾芯板,制造了包括:車頂、側(cè)板、底盤和側(cè)防撞板。
國內(nèi)代表性的RTM工藝汽車部件有北京玻鋼院生產(chǎn)的奧拓尾翼、半透明卡車遮陽罩、中國重汽“飛龍”卡車面罩、陜汽德御車型翼子板;北京玻璃鋼制品有限公司生產(chǎn)的北方奔馳導流罩、二汽非金屬零件公司生產(chǎn)的“猛士”車型的發(fā)動機罩等。
三、游艇
船用玻璃鋼部件的特點是面積大,一般多采用VARTM技術(shù)或SCRIMP工藝制造。目前在游艇制造方面應用非常多。SCRIMP工藝特別適合制造大型復雜結(jié)構(gòu)的部件,部件尺寸越大,成本優(yōu)勢越明顯。同時,一些嵌入件,如肋、加強筋和芯材都可以在成型 時放入部件中一次成型。
四、其它領(lǐng)域
如下圖所示的公用電話亭外殼,產(chǎn)品重量12Kg,采用Light-RTM工藝環(huán)形生產(chǎn)線制造。生產(chǎn)線單模循環(huán)周期1小時,生產(chǎn)線有25個模具,日產(chǎn)量可以達到600件。
圖6-32為北京玻鋼院復合材料有限公司生產(chǎn)的RTM油站地下儲油罐井蓋,其特點是重量輕,承載能力高,最大可承載40噸,是比較有代表性的復雜夾芯加筋結(jié)構(gòu)整體成型產(chǎn)品。