[发明专利]一种RTM预制体及应用该预制体的RTM快速成型模具

说明书

技术领域

 本发明属于复合材料成型技术领域，具体涉及到一种RTM（树脂传递模塑，Resin Transfer Moulding）预制体及应用该预制体的RTM快速成型模具。

背景技术

随着节能减排要求的提高，汽车的轻量化越来越受到人们的重视。近年来，先进复合材料的应用，尤其是碳纤维复合材料的应用可以大大降低了汽车的车身重量。目前汽车工业的复合材料成型工艺主要是液体成形工艺为主，近年来，快速复合材料液体成型树脂相继被开发出来。Momentive （迈图）和Toray （东丽）开发出来的环氧树脂体系，其固化时间仅仅为数分钟。这些复合材料快速成型树脂体系的成功开发使得复合材料RTM快速成型成为可能。

目前快速成型树脂的成功研制的确大大降低了制件的占模时间，然而，对于大面积制件而言，树脂在模具内部的充模过程仍然占用时间较多，阻碍了生产效率的提高。为了缩短树脂充模时间，通常可采用的做法有：1、通过提高树脂温度来降低树脂黏度，从而提高树脂在模腔中流动性能，达到缩短充模时间的目的，但是树脂加热温度过高会明显缩短树脂的适用时间，甚至还会导致固化后制件的变形；2、通过提高树脂的注射压力来提高树脂的流动性能，从而缩短充模时间，但是注射过程中压力过高会导致预制体错位、变形，甚至织物变形；3、对成型模具本身设计进行修改，通过流道设计来提高树脂的流动性能，但是通常复杂的流道设计会大幅度提高模具成本，同时为树脂流道的清理带来一定的困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种成型效率高的RTM预制体及应用该预制体的RTM快速成型模具。

本发明的RTM预制体由夹芯层和设置于夹芯层两侧面的织物铺层构成，关键在于所述预制体设置有贯穿织物铺层及夹芯层的主流道，所述夹芯层与织物铺层之间设置有与所述主流道相通的分流道。

在树脂充模过程中，树脂由主流道流入到RTM预制体内，并沿着分流道扩散，从而迅速浸润织物铺层，加速了树脂填充模具模腔的过程。

进一步地，所述主流道包括位于预制体中心位置的中心主流道和位于预制体四周的辅助主流道。树脂可以从中心主流道和/或辅助主流道进入到RTM预制体内，由于中心主流道、辅助主流道均匀布置于RTM预制体内，因此可以保证其各个位置的织物铺层都能够得到迅速浸润。

具体来说，所述夹芯层为闭孔泡沫制成；所述织物铺层由碳纤维织物和/或碳纤维-玻璃纤维混纺织物铺叠而成。

本发明提出的应用上述RTM预制体的RTM快速成型模具包括阳模和阴模，所述RTM预制体放置于阳模、阴模之间所形成的模具型腔内；关键在于所述阳模设有正对所述RTM预制体的主流道的注胶流道。一般来说，模具自身都设置有树脂流道，但是树脂经过该树脂流道只能从织物铺层的一侧面对织物铺层进行浸润，在本发明中，树脂可以从注胶流道进入到RTM预制体内，从而在上下两个方向对织物铺层进行浸润，加快了浸润的速度。

进一步地，所述阳模和阴模埋设有加热管线，以加热模具及其内的树脂，从而提高树脂的流动性。

进一步地，所述阳模和阴模之间设置有密封装置，用于密封阴模和阳模之间的合模缝隙，以避免树脂外泄。

本发明的RTM预制体内设置了注胶流道，提高了树脂的充模效率，促进了树脂对纤维的浸润，从而加速了树脂填充模具模腔的过程，并降低了对模具流道的设计要求，非常适用于大面积复合材料面板结构，如汽车顶盖、引擎盖、车门面板等覆盖件的设计与制造。

附图说明

    图1是本发明的RTM预制体的结构示意图。

图2是本发明的RTM快速成型模具的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的RTM预制体10由夹芯层1和设置于夹芯层1上、下两侧面的织物铺层2构成，关键在于所述预制体设置有贯穿织物铺层2及夹芯层1的主流道，该主流道包括位于预制体中心位置的中心主流道3和位于预制体四周的辅助主流道4，所述夹芯层1与织物铺层2之间设置有与中心主流道3、辅助主流道4相通的分流道5。上述分流道5由设置于夹芯层1两侧面的沟槽构成。

具体来说，所述夹芯层1为闭孔泡沫制成；所述织物铺层2由碳纤维织物和/或碳纤维-玻璃纤维混纺织物铺叠而成。