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復合材料液體模塑成型技術(LCM)的研究進展

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-09-22  來源:復材應用技術網  瀏覽次數(shù):249

  
       LCM是近些年發(fā)展起來的一類復合材料成型技術。它的出現(xiàn)打破了長久以來高性能復合材料必然具有制造成本高的慣例,為高性能復合材料開辟了廣闊的應用領域。LCM工藝技術是先進復合材料低成本制備技術的主要發(fā)展方向,是現(xiàn)在復合材料領域研究的重點。LCM成型技術主要包括:RTM、VARTM、SCRIMP、RFI、SRIM。主要綜述了這幾種常見的LCM工藝各自的發(fā)展現(xiàn)狀、成型原理、特點、存在的問題以及解決對策。

       復合材料液體模塑成型技術( Liquid CompositeMolding,簡稱(LCM)是指將液態(tài)聚合物注入鋪有纖維預成型體的閉合模腔中,或加熱熔化預先放人模腔內的樹脂膜,液態(tài)聚合物在流動充模的同時完成樹脂/纖維的浸潤并經固化成型為制品的一類制備技術。樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding,RTM)、真空輔助樹脂傳遞模塑( Vacuum  Assisted  Resin  TransferMolding,VARTM)、樹脂浸漬模塑成型工藝(See-mann Composites Resin Infusion MnufacturingProcess,SCRIMP)、樹脂膜滲透成型工藝(Resin FilmInfusion,RFI)和結構反應注射模塑成型(StructuralReaction Injection Molding,SRIM)是最常見的先進。CM工藝技術。這類工藝的共同特點是將纖維預成型體放人模腔內,再將一種或多種液態(tài)樹脂(通常為熱固性樹脂)在壓力作用下注入閉合模中,液態(tài)熱固性樹脂浸漬纖維預成型體待樹脂固化脫模后得到產品。這種作用壓力可通過模腔內形成真空(真空浸漬)、重力,或者由壓力泵或壓力容器來提供。與其他的纖維復合材料制造技術相比,LCM技術具有諸多優(yōu)勢:可生產的構件范圍廣,可一步浸滲成型帶有夾芯、加筋、預埋件等的大型構件,可按結構要求定向鋪放纖維,且具有高性能低成本制造優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的模壓成型和金屬成型工藝相比,LCM模具質量輕、成本低、投資小。另外,LCM為閉模成型工藝,能滿足日趨嚴格的苯乙烯揮發(fā)控制法規(guī)的要求。

       LCM工藝技術最早起源于20世紀40年代的Macro法,Macro法相當簡單,對模腔抽真空以驅動浸漬過程,美國海軍承包商用這種方法開發(fā)出了大型玻璃鋼增強塑料船體。在20世紀50年代稱為RTM工藝,該工藝可以生產雙面光滑的產品,樹脂的注射壓力適中,比手糊工藝優(yōu)越,所以得到了發(fā)展。20世紀50年代至70年代,RTM的應用很少。到了20世紀80年代,隨著飛行器的承力構件及次承力構件、國防應用、汽車結構件以及高性能體育用品等的開發(fā),RTM工藝取得了顯著的進展,并且在此基礎上開發(fā)了VARTM、SCRTMP、RFI、SRIM等這些先進的LCM工藝技術。

       LCM工藝技術是先進復合材料低成本制備技術的主要發(fā)展方向。據(jù)報道,歐美等先進工業(yè)國家在該領域開展了大量的研究工作,其研究開發(fā)耗資巨大。我國“863”計劃在“九五”期間在RTM成型技術取得重要研究進展的基礎上,部署了應用LCM技術制備車用大型結構件以降低高品質復合材料制造成本的研究計劃。在這些研究的基礎上,LCM工藝技術取得了重要的進展?,F(xiàn)主要對這幾種最常見的LCM工藝進行分析,并做簡要的評價。

資料下載:   復合材料液體模塑成型技術(LCM)的研究進展.pdf
 
 
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