Selezione e fabbricazione del materiale dello stampo per il processo RTM (modanatura a trasferimento in resina)

Lo stampaggio di trasferimento di resina (RTM) è un processo a miglia chiuso in cui la resina viene iniettata in uno stampo sigillato per impregnare i materiali di rinforzo e formare la parte composita finale attraverso la polimerizzazione. RTM è l'ideale per produrre componenti di alta qualità e di forma complessa nelle corse di produzione di medio volume. Offre numerosi vantaggi, tra cui la compatibilità con un'ampia varietà di rinforzi in fibra e sistemi di resina, eccellente finitura superficiale, elevato contenuto di fibre, basse emissioni durante lo stampaggio, un impatto ambientale minimo, una forte adattabilità all'automazione, un costo di investimento relativamente basso e un'elevata efficienza di produzione. Di conseguenza, RTM è ampiamente utilizzato in settori come automobili, aerospaziali, di difesa, attrezzature meccaniche ed elettronica.

Lo stampo è uno dei fattori più critici che determinano la qualità dei prodotti RTM. Gli stampi RTM sono in genere costituiti da una coppia di stampo maschile e femminile, rendendo la finitura superficiale e l'accuratezza dimensionale di entrambe le metà della muffa essenziale per la qualità finale del prodotto.

Selezione del materiale

La qualità di uno stampo RTM inizia con la selezione dei materiali, su misura per soddisfare le esigenze specifiche del processo RTM.

1. Strato di gelcoat
   RTM genera un calore esotermico significativo durante la cura, ad esempio una parte di spessore di 4 mm può raggiungere oltre 120 ° C. Pertanto, la resina in gelcoat deve offrire resistenza al calore, stabilità di shock termico e ritenzione lucida. In questo processo, viene selezionato un gelcoat di utensili a base di estere in vinile, offrendo una temperatura di distorsione di calore tra 160 ° C e 172 ° C e eccellenti prestazioni meccaniche.

2. Strato superficiale
   Questo strato deve fornire resistenza al calore e alle crepe. Una combinazione di tappetini superficiali da 30 g/㎡ e 300 g/㎡ tappetino a fila di vetro elettronico viene utilizzata come rinforzo, abbinata a una resina di estere di bisfenolo-A epossidico. Questa resina presenta eccellenti prestazioni ad alta temperatura e basso restringimento.

3. Strato di rinforzo
   Focalizzato sulla resistenza meccanica e sul basso restringimento, questo strato utilizza un tessuto tessuto E-glass 0,4 mm e 300 g/㎡ tappetino tritato come rinforzi, con una resina zero-shrinkage come matrice.

4. Strato strutturale
   Per migliorare la rigidità complessiva dello stampo e facilitare le operazioni di apertura/chiusura dello stampo, viene impiegata una struttura di rinforzo del telaio in acciaio.

Fabbricazione da stampo master

Tradizionalmente, gli stampi FRP sono stati realizzati utilizzando materiali come gesso, legno, cemento o cera attraverso processi manuali. Tuttavia, questi materiali e metodi non sono spesso all'altezza di soddisfare gli elevati requisiti di qualità della superficie degli stampi RTM. Le loro limitazioni includono difficoltà a raggiungere superfici di classe A, accuratezza dimensionale incoerente, flussi di lavoro complessi, lunghi cicli di produzione e un alto rischio di difetti, rendendoli inadatti per applicazioni RTM.

Per soddisfare le rigorose esigenze degli strumenti RTM, la resina a blocchi macchina, comunemente nota come scheda di strumenti, è ora ampiamente utilizzata. Questo materiale è in genere realizzato con una miscela di resina epossidica, ABS, microsfere di vetro, ossido di alluminio e fibra carbossimetil. Dopo aver miscelato e riscaldato approfondito in una consistenza simile a una pasta (con agenti aggiuntivi come il dibutil ftalato), la miscela viene degne di vuoto e gettata in stampi. Una volta curato attraverso il riscaldamento, forma un solido stabile con eccellente macchinabilità e proprietà termiche.

Quando si utilizzano la scheda degli utensili per fabbricare il modello principale, il processo inizia con la creazione di un modello digitale 3D utilizzando software CAD come Pro/E, UG o CATIA. Per garantire la precisione, sono considerate indennità di restringimento in base al sistema di resina selezionato. Lo stampo master viene quindi lavorato a CNC per riflettere la forma esatta, le dimensioni e lo spessore del prodotto finale, eliminando la necessità di modellazione della cavità e migliorando significativamente l'accuratezza dimensionale.