[发明专利]一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂传递模塑(RTM)成形技术领域，具体为一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置及方法。

背景技术

树脂传递模塑(RTM)工艺是一种闭模工艺，是在一定的压力下将低粘度的树脂注入预置有增强材料的模具型腔内，使增强材料预制件完全浸润，然后通过加温或恒温的方式进行树脂固化，从而制备材料的工艺。RTM制件同时具备纤维增强体的高强度、高模量，又具备树脂的拉伸率、压缩率，因此材料的综合力学性能高，被广泛应用于航空航天，舰船制造，汽车行业等各个领域。

RTM单向注射成型是应用最广泛的RTM注射方式之一。在生产，单向注射主要用于薄壁件的成型；在科研中，单向注射是研究树脂流动特性、纤维增强体属性的有效手段。

RTM单向流动注射成型的对象是方形薄壁平板件，是将纤维增强体充满整个模具模腔后进行注射的，模具注口设置在模腔任意一条轴线的最左端或最右端，相应地，模具冒口设置在模腔任意一条轴线的最右端或最左端。注射时将注射机出料管插入模具注口进行注射，待树脂从冒口流出时停止注射并拔出注射机出料管。待模具内树脂固化后，通过一定方式将阴模和阴模的分模，而后再通过一些手段将板件从模腔中取出。

就目前文献公布的RTM单向注射模具来看，普遍存在的问题和原因是：

(1)由于采用点注射，树脂在模具内的流动前沿不能保持直线平运，而是呈圆弧向冒口位置前进，因此无法实现真正的单向注射。在生产中，流动前沿为弧线的情况下，当树脂流经模具拐角处时，气体肯会包裹在模腔角落，导致制件产生气泡、干斑缺陷。在科研中，单向流动通常用于研究纤维预成型体的渗透率，流动前沿为弧线表明树脂在纤维增强体内各各部分流动不一致，因此所测得的纤维增强体渗透率受到注口冒口位置的影响，不能代表纤维增强体渗透率的真实值。

(2)为了避免顶出机构损伤板件表面，目前，单向RTM成型注射模具都不设计有顶出机构，导致所得板件通常粘附在模腔内很难取出。目前一般采用的手段是，在阴模与阳模分模后，用塑料铲子将板件与阴模分开，这种工艺的工作强度大、效率低，而且不能保证板件表面无损伤。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，实现RTM注射过程的单向流动及其制件的简易脱模，本发明针对方形薄壁板件，提出了一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置及方法。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置，其特征在于：包括阴模和阳模；阴模和阳模均为方形平板结构；

阴模中部位置有方形模腔，用于放置方形预成型体，其中预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；在模腔外边缘开有一圈密封槽；阴模四角位置开有连接孔，用于注射过程中通过锁紧螺栓与阳模紧固连接；在阴模上还开有一对销钉定位孔，用于阴模与阳模的定位；

阳模与预成型体相对应的位置为平面，阳模与两条间隙通道相对应的位置处分别开有一条直线型缓冲流道，缓冲流道垂直于树脂流动方向，缓冲流道长度等于间隙通道长度，缓冲流道宽度小于间隙通道宽度；两条缓冲流道的中心位置分别开有垂直通孔，一个垂直通孔作为注口孔，另一个垂直通孔作为冒口孔；在缓冲流道内还开有多个脱模螺纹孔，脱模螺纹孔处于注口孔的两侧和冒口孔的两侧；在阳模上也开有一对销钉定位孔，并且与阴模上的一对销钉定位孔对应；在阳模四角位置开有分模螺纹孔，分模螺纹孔位置与阴模四角的连接孔位置对应，且分模螺纹孔内径大于连接孔内径。

所述一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的方法，包括以下步骤：

步骤1：在阴模模腔和阳模表面上涂脱模剂；将预成型体放入阴模模腔，并使预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；将密封胶条塞入模腔周围的密封槽内；

步骤2：将阳模与阴模贴合，并通过定位销钉将阳模与阴模定位；在阳模与阴模的四角处，通过锁紧螺栓将阳模和阴模夹紧固定；从外侧将脱模螺柱拧入脱模螺纹孔内，脱模螺柱将脱模螺纹孔填充满且脱模螺柱端部不伸入缓冲流道；

步骤3：将树脂混合、加热后，通过注射机将树脂从注口孔注入，当树脂从冒口孔流出时，停止注射；

步骤4：待树脂固化后，拆除定位销钉和四角的锁紧螺栓；在阳模的分模螺纹孔内拧入分模螺柱，将阳模和阴模分离；将脱模螺柱继续拧入脱模螺纹孔内，将成型板件从阳模分离；；