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树脂转移模塑-RTM

   日期:2023-07-10     作者:杨超凡    浏览:442    评论:0    
核心提示:图 1:A350 XWB 窗框:A350 XWB 窗框预成型件使用垂直结构缝合和选择性缝合,以实现 L 形截面椭圆形,没有任何褶皱,并使用玻璃纤
 

 

图 1:A350 XWB 窗框:A350 XWB 窗框预成型件使用垂直结构缝合和选择性缝合,以实现 L 形截面椭圆形,没有任何褶皱,并使用玻璃纤维衬里,防止与金属接触时发生电偶腐蚀。来源:Hightex

 

图 2a:RTM 的扰流板接头:FACC 在A330/A340,和现在的A350 扰流板中更换了这种昂贵的锻造铝接头(如图所示),采用碳纤维增强塑料 RTM 制造,减少了CTE- coefficient of thermal expansion 问题和配件重量的30%(见下图)。

 

图 2b:RTM 扰流板接头:这架 A350 扰流板的接头是由CFRP RTM 制成的。

 

尽管树脂转移模塑(RTM)的起源可以追溯到 20世纪 50 年代二战后的船舶开发,但直到 20 世纪 80 年代,该工艺才应用于航空航天复合材料。RTM 比树脂灌注有两个主要优点。一个是它的高压应用——通常高达 100 磅/平方英寸,而只有真空时为 14.7 磅/平方厘米——尽管 RTM 设备可以产生超过 300 磅/平方毫米的压力。另一个是它使用匹配的金属模具,可以在所有可见的成型表面上实现严格的公差、复杂的几何形状和高质量的表面处理。它的缺点包括模具和注射设备的成本和工艺复杂性,但随着模拟工具的不断进步,后者正在得到解决,而该设备虽然可能很昂贵,但提供了一条自动化的途径,并在零件可重复性方面比输注有一定的优势。

例如,Advanced Composite Engineering GmbH(ACE,Immenstaad,德国)正在使用模具制造商 BBG GmbH&Co.KG(Mindelheim,德国)提供的自动化 RTM 生产线制造空客(法国图卢兹)A350 XWB 的碳纤维复合材料窗框。BBG 报道称,安装在 ACE 位于德国哈格瑙的工厂的生产线,使用目前的双 BFT-C 模架系统,每年可生产多达 8000 个复合材料窗框。计划再增加四个 BFT-C 系统,可能是为了提高生产率。

该框最初是为空客 A380 开发的,在满足精确的几何形状和主机身载荷以及成本目标的同时,还面临着减轻重量的挑战。A350 飞机框使用由 Hightex Verstärkungsstrukturen(德国 Klipphausen)和德国汉堡空中客车运营公司开发的复杂 3D 预成型件。定制纤维放置(用于创建具有选择性缝合(在某些区域缝合,而不是在其他区域缝合)和结构缝合(直上下缝合)的 2D 预成型件,以及玻璃纤维内衬,以防止铝界面的电偶腐蚀(见图 1,左侧)。由于扁平 TFP 预成型件被成形为具有 L 形横截面的无褶皱椭圆形,选择性缝合允许纤维在保持直线对齐以承载载荷的同时保持一致,而结构缝合有助于处理框周围的高载荷。

在其他地方,Aernnova Aerospace(西班牙马德里)正在使用 RTM 为 A350 XWB 的水平尾翼(HTP,或水平稳定器)生产前缘及其承载肋。据报道, Aernnova 是唯一一家将 RTM 纳入 A350 HTP 设计、验证、制造和组装投标的一级供应商,它使用 ESI 集团(法国巴黎)的 PAM-FORM 软件模拟预成型,包括影响渗透性的纤维角度,并使用 PAM-RTM 软件模拟树脂注射和预成型填充。这些程序共同帮助 Aernnova 消除了预成型件的褶皱,增加了新的通风点以消除干点,并修改了 RTM 模具以确保零件质量和工艺再现性。

空中客车直升机公司位于德国的 Donauwörth 工厂也在为 A350 XWB 成型 RTM 结构,即每架飞机四对乘客门的内部结构网格。Wickert Hydraulic Presses USA(Landau in Pfalz,Germany)W WKP 2500 S 压力机具有 2500 kN 的关闭压力和自动穿梭运输,用于固化由 3C Carbon Composite Co.(Landsberg am Lech, Germania)碳纤维织物制成的预固化预成型件,该织物注入了 Hexcel(Stamford,CT,US)HexFlow RTM6环氧树脂。WICKERT 报告每扇门的固化周期为 6 小时。

使用 RTM 的其他部件包括空客 A330/A340 上使用的扰流板的主配件(见图 2),以及现在由 FACC(Ried im Innkreis,奥地利)为 A350 XWB 改进的扰流板;CFM International(辛辛那提,俄亥俄州,美国) LEAP 喷气发动机的风扇叶片和风扇外壳;波音 787 的主起落架支架(现在改为金属)由 Aircelle 法国勒阿弗尔的 Messier-Dowty 工厂(法国 Velizy)使用 Albany Engineered Composites 股份有限公司(美国新罕布什尔州罗切斯特 AEC)的 3D 织物预制件制造;以及洛克希德·马丁航空公司(美国德克萨斯州沃思堡)、吉凯恩航空公司(英国雷德迪奇)和其他公司制造的 F- 35 闪电 II 战斗机上的各种结构。

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注:原文,《 Resin transfer molding: An update 》2016.2.17

 
 
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