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        RTM工藝實現直接噴漆——余姚舜龍模具培訓噴漆工藝

        RTM工藝實現直接噴漆

        表面RTM工藝-新開發的表面RTM工藝使汽車結構中具有可涂飾表面的纖維增強可視部件實現了低成本大批量生產。通過在型腔內用PU層直接流涂表面RTM部件,可涂飾組件無需經過任何其他中間步驟即可進行生產。 
         
        克勞斯瑪菲在德國杜塞爾多夫K 2013展會上現場展示的用于碳纖維增強PU部件自動化生產的生產單元成為了一個公眾熱點。這個產品的主要特點是,部件可直接從具有可涂飾表面的模具中取出。 
         
        Roding Roadster R1輕量跑車展示了表面樹脂傳遞模塑(RTM)技術一種新近推出的工藝(標題圖)的潛力。在生產過程中,首先使反應樹脂在壓縮RTM工藝過程中滲入模內的纖維預制件?;w固化之后,在第二個步驟中按固定的間隙寬度開模,從而使部件表面能夠在型腔內用附加的PU層進行直接流涂。這個PU層可以使纖維增強部件表面上所有不平整的地方變平,因此該部件無需任何其他步驟或二次加工即可進行涂漆。 
         
        在表面RTM過程中,計量線和混合頭均在高壓范圍內運行,因此反應快速的基體樹脂可以得到應用,使周期時間縮短至5-7分鐘,從而使表面RTM工藝適用于大批量生產?;w部件高達50%的纖維體積含量確保了部件優異的機械性能和較輕的重量。

        新工藝通過Roding Roadster R1跑車進行了展示。這輛輕量汽車的重量是950千克,動力是320馬力,碳纖維含量是120千克,赫然表現了現代輕量結構的潛力。制造商是總部設在德國下巴伐利亞州羅丁格的Roding Automobile GmbH,專門開發和生產輕量結構的碳纖維增強塑料產品。車頂面板由一個嵌在PU基體上的準各向同性結構CRP無端纖維稀松布制成(圖1)。表面積為約0.45平方米,纖維體積含量為約50%??藙谒宫敺谱⑺軉卧褂玫幕w材料由總部設在德國杜塞爾多夫的德國漢高集團提供。上述特殊的表面涂層是總部設在德國腓特烈斯多夫的R&uuml;hl Puromer GmbH生產的一種脂肪質抗紫外線PU系統。

        生產周期從預制件生產開始,預制件由總部設在德國埃平根的迪芬巴赫機械設備有限責任公司提供。預制件插入模內之后,模架閉合,型腔被抽成真空。注入模架部件PU混合物之后,模具按規定的間隙寬度開模,從而使混合物以相對較低的壓力壓入模內。部分樹脂將滲入纖維稀松布,而大部分樹脂將浮在纖維上方。排料完成后,模具閉合,因此樹脂將壓入纖維稀松布,使纖維完全潤濕。 
         
        經過短暫的反應時間,PU基體已經固化,半模則按規定的間隙尺寸再次調整。最終,部件表面和模具表面之間形成一個小小的間隙,這個間歇隨后用第二個PU系統進行填充(圖2)。通過這種方式,可涂飾的PU層在纖維增強部件表面形成。表面材料的層厚取決于部件的幾何形狀和纖維層的結構。例如,層厚可能介于0.15至0.2毫米之間。

        K 2013展會上使用的模具由總部設在奧地利米爾斯的項目合作伙伴Alpex Technologies GmbH制造,它采用一種特殊的密封技術,即使模具在兩階段過程中微微開啟也可抽成真空。通過有選擇的排氣控制,應用于模具表面的涂層將不含空氣夾雜物。精密集成的傳感器對最佳模具填充進行監控并在線提供相關的部件質量信息。該模具配備頂出系統,可用機械手和抓爪系統協助脫模。部件從模具中脫離后,首先被放置于冷卻壓力表上,防止在冷卻過程中產生變形,并確保尺寸穩定性。在此步驟之后,部件將被傳送到銑削工作臺以除去多余的纖維和樹脂。 
         
        新開發的模架 
         
        模具位于RTM模架內,它由總部設在德國慕尼黑的克勞斯瑪菲技術有限公司新近開發,具有3,800千牛的鎖模力(圖3)。該模架的壓板表面尺寸為1300&times;1300毫米,平行沖程為250毫米,非常適用于汽車外部應用中尺寸約1平方米的大面積部件。閉模過程中良好的同步性確保了部件的質量和工藝的可靠性。由于精確的壓板平行度,精確可重復的間隙得以形成,從而實現了PU涂層在部件表面上的均勻分布。因為模架的上部是鉸接而成的,操作員或操作裝置可從三個面對模具區域進行人性化的干預。

        在K 2013展會上應用于基體材料和涂裝系統的PU組件混合物由兩個RimStar Nano定量配料機配制(圖4)。該系統配備專門的真空輔助罐系統以及一個高效節能、極其精確的溫度控制器,控制器帶有一個接近混合頭的固定作業點。RimStar Nano計量機的計量泵是耐磨損的自制單元,因此,根據機器概念,所有常規基體系統的永久工藝可靠性可得到保證,如PU、聚酰胺和環氧樹脂等。模架材料由RimStar Nano 8/8定量配制,并通過MK-5/8-2K 80混合頭注入模具。由于表面材料具有相對較小的生產率,因此使用的是RimStar Nano 4/4計量機和MK-5/8-2K 40混合頭。

        上述兩個混合頭均按偏轉原理運行,例如排出管呈90&deg;對著混合室。該組件在高壓條件下按碰撞混合原理混合。高壓再循環通過可調噴嘴實現。所有部件流入混合室的過程與控制活塞的開模行程同步進行。通過混合頭的噴嘴模塊,內部脫模劑實現了精確和重復的計量和混合,即使量非常少。由于采用了專利的Vario Nozzle,排氣量在噴射過程中可能發生改變而不產生壓力變化或影響混合質量(圖5)。噴涂材料使用的偏轉器混合頭還額外配備一個吹風機,它能夠在混合室中產生對比壓力或將空氣注入混合室

        結語 
         
        由于周期時間僅為短短數分鐘,表面RTM工藝使具有優質可涂飾表面的纖維增強可視部件實現了大批量生產。因為無需復雜的二次加工,每個部件的成本降低了約60%。這種技術在展會上一經展出即獲得了大量的需求。例如,希望使該工藝適用于批量生產的原始設備制造商和供應商已發起了密集的會談。

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