મોટા પાયે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સંયુક્ત સામગ્રી માટે યોગ્ય બે RTM પ્રક્રિયાઓ

રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ (RTM) પ્રક્રિયા એ ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ રેઝિન આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી માટે લાક્ષણિક લિક્વિડ મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા છે, જેમાં મુખ્યત્વે શામેલ છે:
(1) જરૂરી ઘટકોના આકાર અને યાંત્રિક કામગીરીની જરૂરિયાતો અનુસાર ફાઇબર પ્રિફોર્મ્સની ડિઝાઇન;
(2) મોલ્ડમાં પૂર્વ ડિઝાઇન કરેલ ફાઇબર પ્રીફોર્મ મૂકો, ઘાટ બંધ કરો અને ફાઇબર પ્રીફોર્મના અનુરૂપ વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક મેળવવા માટે તેને સંકુચિત કરો;
(3) વિશિષ્ટ ઈન્જેક્શન સાધનો હેઠળ, હવાને દૂર કરવા અને તેને ફાઈબર પ્રીફોર્મમાં નિમજ્જિત કરવા માટે ચોક્કસ દબાણ અને તાપમાને મોલ્ડમાં રેઝિન દાખલ કરો;
(4) ફાઇબર પ્રીફોર્મ સંપૂર્ણપણે રેઝિનમાં ડૂબી ગયા પછી, ક્યોરિંગ પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થાય ત્યાં સુધી ચોક્કસ તાપમાને ક્યોરિંગ પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવામાં આવે છે, અને અંતિમ ઉત્પાદન બહાર લેવામાં આવે છે.

રેઝિન ટ્રાન્સફર પ્રેશર એ મુખ્ય પરિમાણ છે જે RTM પ્રક્રિયામાં નિયંત્રિત હોવું જોઈએ.આ દબાણનો ઉપયોગ મોલ્ડ કેવિટીમાં ઇન્જેક્શન દરમિયાન અને રિઇન્ફોર્સિંગ સામગ્રીના નિમજ્જન દરમિયાન સામે આવતા પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે થાય છે.રેઝિન પૂર્ણ ટ્રાન્સમિશન માટેનો સમય સિસ્ટમના દબાણ અને તાપમાન સાથે સંબંધિત છે, અને ટૂંકા સમય ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે.પરંતુ જો રેઝિન ફ્લો રેટ ખૂબ ઊંચો હોય, તો એડહેસિવ રિઇન્ફોર્સિંગ સામગ્રીમાં સમયસર પ્રવેશ કરી શકતું નથી, અને સિસ્ટમના દબાણમાં વધારો થવાને કારણે અકસ્માતો થઈ શકે છે.તેથી, સામાન્ય રીતે જરૂરી છે કે ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયા દરમિયાન મોલ્ડમાં પ્રવેશતા રેઝિન પ્રવાહીનું સ્તર 25mm/min કરતાં વધુ ઝડપથી વધવું જોઈએ નહીં.ડિસ્ચાર્જ પોર્ટનું અવલોકન કરીને રેઝિન ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ કરો.સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે જ્યારે મોલ્ડ પરના તમામ અવલોકન બંદરો પર ગુંદરનો ઓવરફ્લો હોય અને પરપોટા છોડવામાં ન આવે ત્યારે ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે, અને ઉમેરવામાં આવેલા રેઝિનનો વાસ્તવિક જથ્થો મૂળભૂત રીતે ઉમેરવામાં આવેલા રેઝિનની અપેક્ષિત રકમ જેટલો જ હોય ​​છે.તેથી, એક્ઝોસ્ટ આઉટલેટ્સની સેટિંગ કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.

રેઝિન પસંદગી

રેઝિન સિસ્ટમની પસંદગી એ RTM પ્રક્રિયાની ચાવી છે.શ્રેષ્ઠ સ્નિગ્ધતા 0.025-0.03Pa • s છે જ્યારે રેઝિન મોલ્ડ પોલાણમાં મુક્ત થાય છે અને ઝડપથી તંતુઓમાં ઘૂસી જાય છે.પોલિએસ્ટર રેઝિન ઓછી સ્નિગ્ધતા ધરાવે છે અને ઓરડાના તાપમાને ઠંડા ઇન્જેક્શન દ્વારા પૂર્ણ કરી શકાય છે.જો કે, ઉત્પાદનની વિવિધ કામગીરીની આવશ્યકતાઓને લીધે, વિવિધ પ્રકારના રેઝિન પસંદ કરવામાં આવશે, અને તેમની સ્નિગ્ધતા સમાન રહેશે નહીં.તેથી, પાઈપલાઈન અને ઈન્જેક્શન હેડનું કદ યોગ્ય વિશિષ્ટ ઘટકોની પ્રવાહ જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે રચાયેલ હોવું જોઈએ.RTM પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય રેઝિનમાં પોલિએસ્ટર રેઝિન, ઇપોક્સી રેઝિન, ફિનોલિક રેઝિન, પોલિમાઇડ રેઝિન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

મજબૂતીકરણ સામગ્રીની પસંદગી

RTM પ્રક્રિયામાં, મજબુત સામગ્રી પસંદ કરી શકાય છે જેમ કે ગ્લાસ ફાઈબર, ગ્રેફાઈટ ફાઈબર, કાર્બન ફાઈબર, સિલિકોન કાર્બાઈડ અને એરામીડ ફાઈબર.શોર્ટ કટ ફાઇબર્સ, યુનિડાયરેક્શનલ ફેબ્રિક્સ, મલ્ટી એક્સિસ ફેબ્રિક્સ, વણાટ, વણાટ, કોર મટિરિયલ્સ અથવા પ્રીફોર્મ્સ સહિત ડિઝાઇનની જરૂરિયાતો અનુસાર જાતો પસંદ કરી શકાય છે.
ઉત્પાદન પ્રદર્શનના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, આ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત ભાગોમાં ઉચ્ચ ફાઇબર વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક હોય છે અને ભાગોના ચોક્કસ આકાર અનુસાર સ્થાનિક ફાઇબર મજબૂતીકરણ સાથે ડિઝાઇન કરી શકાય છે, જે ઉત્પાદન પ્રદર્શનને સુધારવા માટે ફાયદાકારક છે.ઉત્પાદન ખર્ચના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, સંયુક્ત ઘટકોની કિંમતના 70% ઉત્પાદન ખર્ચમાંથી આવે છે.તેથી, ઉત્પાદન ખર્ચને કેવી રીતે ઘટાડવો એ એક મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો છે જેને સંયુક્ત સામગ્રીના વિકાસમાં તાત્કાલિક ઉકેલવાની જરૂર છે.રેઝિન આધારિત સંયુક્ત સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે પરંપરાગત હોટ પ્રેસિંગ ટાંકી તકનીકની તુલનામાં, આરટીએમ પ્રક્રિયાને ખર્ચાળ ટાંકી સંસ્થાઓની જરૂર નથી, જે ઉત્પાદન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.વધુમાં, RTM પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત ભાગો ટાંકીના કદ દ્વારા મર્યાદિત નથી, અને ભાગોની કદ શ્રેણી પ્રમાણમાં લવચીક છે, જે મોટા અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સંયુક્ત ઘટકોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે.એકંદરે, કમ્પોઝિટ મટિરિયલ મેન્યુફેક્ચરિંગના ક્ષેત્રમાં આરટીએમ પ્રક્રિયા વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવી છે અને ઝડપથી વિકસિત થઈ છે, અને સંયુક્ત સામગ્રી ઉત્પાદનમાં તે પ્રબળ પ્રક્રિયા બનવા માટે બંધાયેલી છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, એરોસ્પેસ ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં સંયુક્ત સામગ્રી ઉત્પાદનો ધીમે ધીમે નોન લોડ બેરિંગ ઘટકો અને નાના ઘટકોમાંથી મુખ્ય લોડ બેરિંગ ઘટકો અને મોટા સંકલિત ઘટકોમાં સ્થાનાંતરિત થયા છે.મોટા અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સંયુક્ત સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે તાત્કાલિક માંગ છે.તેથી, વેક્યુમ આસિસ્ટેડ રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ (VA-RTM) અને લાઇટ રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ (L-RTM) જેવી પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવામાં આવી છે.

વેક્યુમ આસિસ્ટેડ રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા VA-RTM પ્રક્રિયા

વેક્યૂમ આસિસ્ટેડ રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા VA-RTM એ પરંપરાગત RTM પ્રક્રિયામાંથી મેળવવામાં આવેલી પ્રક્રિયા તકનીક છે.આ પ્રક્રિયાની મુખ્ય પ્રક્રિયા વેક્યૂમ પંપ અને અન્ય સાધનોનો ઉપયોગ કરીને ઘાટની અંદરના ભાગને વેક્યૂમ કરવા માટે છે જ્યાં ફાઈબર પ્રીફોર્મ સ્થિત છે, જેથી રેઝિનને વેક્યૂમ નેગેટિવ દબાણની ક્રિયા હેઠળ મોલ્ડમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, જે ઘૂસણખોરીની પ્રક્રિયાને હાંસલ કરે છે. ફાઇબરનું પ્રીફોર્મ, અને અંતે કમ્પોઝિટ મટિરિયલ ભાગોના જરૂરી આકાર અને ફાઇબર વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક મેળવવા માટે ઘાટની અંદર ઘનતા અને રચના થાય છે.

પરંપરાગત RTM ટેક્નોલોજીની સરખામણીમાં, VA-RTM ટેક્નોલોજી મોલ્ડની અંદર વેક્યૂમ પમ્પિંગનો ઉપયોગ કરે છે, જે મોલ્ડની અંદર ઈન્જેક્શનના દબાણને ઘટાડી શકે છે અને મોલ્ડ અને ફાઈબર પ્રીફોર્મની વિકૃતિને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડી શકે છે, જેનાથી સાધનસામગ્રી અને મોલ્ડ માટે પ્રક્રિયાની કામગીરીની આવશ્યકતાઓમાં ઘટાડો થાય છે. .તે RTM ટેક્નોલોજીને હળવા મોલ્ડનો ઉપયોગ કરવાની પણ મંજૂરી આપે છે, જે ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે ફાયદાકારક છે.તેથી, આ તકનીક મોટા સંયુક્ત ભાગોના ઉત્પાદન માટે વધુ યોગ્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફોમ સેન્ડવિચ સંયુક્ત પ્લેટ એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા મોટા ઘટકોમાંનું એક છે.
એકંદરે, VA-RTM પ્રક્રિયા મોટા અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એરોસ્પેસ સંયુક્ત ઘટકો તૈયાર કરવા માટે અત્યંત યોગ્ય છે.જો કે, ચીનમાં આ પ્રક્રિયા હજુ પણ અર્ધ યાંત્રિક છે, જેના પરિણામે ઉત્પાદન ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા ઓછી છે.તદુપરાંત, પ્રક્રિયાના પરિમાણોની ડિઝાઇન મોટે ભાગે અનુભવ પર આધાર રાખે છે, અને બુદ્ધિશાળી ડિઝાઇન હજુ સુધી હાંસલ કરવામાં આવી નથી, જેના કારણે ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવાનું મુશ્કેલ બને છે.તે જ સમયે, ઘણા અભ્યાસોએ ધ્યાન દોર્યું છે કે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન રેઝિન પ્રવાહની દિશામાં દબાણના ઢાળ સરળતાથી ઉત્પન્ન થાય છે, ખાસ કરીને વેક્યૂમ બેગનો ઉપયોગ કરતી વખતે, રેઝિન પ્રવાહની આગળના ભાગમાં દબાણમાં છૂટછાટની ચોક્કસ ડિગ્રી હશે, જે રેઝિન ઘૂસણખોરીને અસર કરે છે, વર્કપીસની અંદર પરપોટા બનાવે છે અને ઉત્પાદનના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ઘટાડે છે.તે જ સમયે, અસમાન દબાણ વિતરણ વર્કપીસની અસમાન જાડાઈના વિતરણનું કારણ બનશે, જે અંતિમ વર્કપીસના દેખાવની ગુણવત્તાને અસર કરશે, આ એક તકનીકી પડકાર પણ છે જેને ટેક્નોલોજીએ હજુ ઉકેલવાની જરૂર છે.

લાઇટ રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા L-RTM પ્રક્રિયા

હળવા વજનના રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ માટેની L-RTM પ્રક્રિયા એ પરંપરાગત VA-RTM પ્રક્રિયા તકનીકના આધારે વિકસિત એક નવી પ્રકારની તકનીક છે.આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, આ પ્રક્રિયા તકનીકની મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે નીચેનો ઘાટ ધાતુ અથવા અન્ય કઠોર ઘાટને અપનાવે છે, અને ઉપરનો ઘાટ અર્ધ-કઠોર હળવા વજનના ઘાટને અપનાવે છે.ઘાટનો આંતરિક ભાગ ડબલ સીલિંગ સ્ટ્રક્ચર સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યો છે, અને ઉપલા મોલ્ડને વેક્યૂમ દ્વારા બાહ્ય રીતે નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે આંતરિક રેઝિન દાખલ કરવા માટે શૂન્યાવકાશનો ઉપયોગ કરે છે.આ પ્રક્રિયાના ઉપલા મોલ્ડમાં અર્ધ-કઠોર બીબાના ઉપયોગને કારણે, અને ઘાટની અંદર વેક્યૂમ સ્થિતિ, ઘાટની અંદરનું દબાણ અને મોલ્ડની જાતે જ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો થાય છે.આ ટેક્નોલોજી મોટા સંયુક્ત ભાગોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે.પરંપરાગત VA-RTM પ્રક્રિયાની તુલનામાં, આ પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવેલા ભાગોની જાડાઈ વધુ સમાન છે અને ઉપલા અને નીચલા સપાટીઓની ગુણવત્તા શ્રેષ્ઠ છે.તે જ સમયે, ઉપલા મોલ્ડમાં અર્ધ-કઠોર સામગ્રીનો ઉપયોગ પુનઃઉપયોગ કરી શકાય છે, આ ટેક્નોલોજી VA-RTM પ્રક્રિયામાં વેક્યુમ બેગના કચરાને ટાળે છે, તે ઉચ્ચ સપાટીની ગુણવત્તાની જરૂરિયાતો સાથે એરોસ્પેસ સંયુક્ત ભાગોના ઉત્પાદન માટે અત્યંત યોગ્ય બનાવે છે.

જો કે, વાસ્તવિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, આ પ્રક્રિયામાં હજુ પણ કેટલીક તકનીકી મુશ્કેલીઓ છે:
(1) ઉપલા મોલ્ડમાં અર્ધ-કઠોર સામગ્રીના ઉપયોગને લીધે, સામગ્રીની અપૂરતી કઠોરતા વેક્યૂમ ફિક્સ્ડ મોલ્ડ પ્રક્રિયા દરમિયાન સરળતાથી પતન તરફ દોરી શકે છે, પરિણામે વર્કપીસની અસમાન જાડાઈ થાય છે અને તેની સપાટીની ગુણવત્તાને અસર કરે છે.તે જ સમયે, ઘાટની કઠોરતા પણ ઘાટના જીવનકાળને અસર કરે છે.L-RTM માટે મોલ્ડ તરીકે યોગ્ય અર્ધ-કઠોર સામગ્રી કેવી રીતે પસંદ કરવી તે આ પ્રક્રિયાના અમલમાં તકનીકી મુશ્કેલીઓ પૈકીની એક છે.
(2) L-RTM પ્રક્રિયા ટેક્નોલૉજી મોલ્ડની અંદર વેક્યૂમ પમ્પિંગના ઉપયોગને કારણે, મોલ્ડની સીલિંગ પ્રક્રિયાની સરળ પ્રગતિમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.અપૂરતી સીલિંગ વર્કપીસની અંદર અપૂરતી રેઝિન ઘૂસણખોરીનું કારણ બની શકે છે, જેનાથી તેની કામગીરીને અસર થાય છે.તેથી, મોલ્ડ સીલિંગ ટેકનોલોજી આ પ્રક્રિયાના ઉપયોગની તકનીકી મુશ્કેલીઓ પૈકીની એક છે.
(3) L-RTM પ્રક્રિયામાં વપરાતી રેઝિન ઇન્જેક્શનના દબાણને ઘટાડવા અને મોલ્ડની સર્વિસ લાઇફને સુધારવા માટે ભરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓછી સ્નિગ્ધતા જાળવી રાખવી જોઈએ.યોગ્ય રેઝિન મેટ્રિક્સ વિકસાવવી એ આ પ્રક્રિયાના ઉપયોગની તકનીકી મુશ્કેલીઓ પૈકીની એક છે.
(4) L-RTM પ્રક્રિયામાં, સામાન્ય રીતે સમાન રેઝિન પ્રવાહને પ્રોત્સાહન આપવા માટે મોલ્ડ પર ફ્લો ચેનલો ડિઝાઇન કરવી જરૂરી છે.જો ફ્લો ચેનલ ડિઝાઇન વાજબી નથી, તો તે ભાગોમાં શુષ્ક ફોલ્લીઓ અને સમૃદ્ધ ગ્રીસ જેવી ખામીઓનું કારણ બની શકે છે, જે ભાગોની અંતિમ ગુણવત્તાને ગંભીર રીતે અસર કરે છે.ખાસ કરીને જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય ભાગો માટે, મોલ્ડ ફ્લો ચેનલને વ્યાજબી રીતે કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવી તે પણ આ પ્રક્રિયાના અમલમાં તકનીકી મુશ્કેલીઓ પૈકીની એક છે.