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轻质RTM与真空导入工艺有何区别?
发布时间:2020-07-07
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1、前言

 

前段时间有朋友在我们的交流群提出一个问题:

L-RTM真空导入VIP工艺有什么区别?

 

对于很多了解两种工艺的朋友来说,心里应该很清楚两者的区别。但很多一直做手糊工艺的朋友,对这两种工艺的差异还是存在一些疑惑。

 

前段时间长弓侠写过一篇:【长言】手糊改闭模工艺,该选真空导入还是RTM?当时为了让大家更好地做出选择,对真空导入和RTM工艺进行了比较,但有些点说得还不够细,而且L-RTM和传统RTM也有一些差异。

 

刚好L-RTM和真空导入两种工艺我都略有了解,所以决定用我的角度来再写写它们之间的异同,希望可以帮助新手们更好地理解,或者给老手们带来一些新思路。

 

2、区别

 

真空导入工艺使用单片模。模具表面清理干净后,做脱模处理。在模具上先铺放好增强材料,然后铺放各种真空辅料,最后用真空袋膜密封,抽气使模腔形成一个负压真空状态。通过树脂管将树脂导入,树脂浸润增强材料,固化成型后脱模出产品。

 

L-RTM工艺使用双片模,即有上下模。 模具表面清理干净后,做脱模处理。在下模型腔铺放好增强材料,合模后通过翻边的真空型腔锁模密封。用真空将型腔的空气抽出,使用注胶机在注胶口注入树脂,树脂浸润增强材料,固化成型后脱模出产品。

 

这是两种工艺的成型过程,可以看出明显的差异,但也有相同点。为了更好的比较,下面我从几个维度进行比较。

 

01、模具

 

数量

 

模具数量最直观的区别,真空导入用的是单片模,L-RTM用的是双片模,简单点理解就是L-RTM多了个“盖子”——上模。

 

但多个“盖子”,事情就不简单了。

 

上模一般是通过下模翻制出来,因此需要在下模预先布好产品型腔、流道、真空型腔、限位槽等。这时需要用到蜡片来堆积这些厚度,蜡片一方面比较好随形,另一方面也能保证厚度的尺寸精度。但蜡片的成本较高,而且贴蜡片也是技术活,费时、费力。

 

数量上只是多了一个上模,但L-RTM翻模的技术要求及成本都更高了。

 

翻边

 

手糊工艺用的frp模具也有翻边,一般5-8cm左右即可。

 

真空导入工艺中需要在模具边缘贴密封胶带,用来粘接真空袋膜形成密闭的型腔,因此其翻边需要预留更宽一些,一般设计15cm左右。

 

L-RTM的上模模具边缘有流道、限位槽、真空型腔、内外密封胶条等,因此其翻边需要更宽,一般设计在25cm以上。如果翻边位置不够,真空型腔过小,会导致锁模无力,注胶时可能出现“爆模”的形象。

 

实际操作中,可根据具体的产品做调整。翻边过小不利于做产品时操作,但过大又会造成浪费。多做几个模具,学会总结经验,也就能解决好这个问题。

 

预埋件

 

手糊工艺或真空导入工艺中也可能会用到预埋件,但主要是制作产品的时候用到。

 

L-RTM工艺中因为需要上下合模,后续还要注胶,因此定位销、注胶口和抽气口在翻模的时候就需要预埋好。

 

定位销的目的主要是保证上下模合模时能精确定位,不会产生偏移。因此如何设计、排布,可根据不同产品不同设计。一般情况下,定位销处于模具的边缘位置。

 

注胶口是做产品时用于注胶,设置数量也是根据产品及注胶方式来定。要求注胶口耐用、易清理、不漏气。

 

抽气口设置在产品型腔和真空锁模型腔,用来排气。其要求跟注胶口一样,耐用、易清理、不漏气。真空锁模型腔中设置一个抽气口即可,产品型腔中根据产品的构造和注胶方式来设置数量和位置。

 

 

02、设备

 

真空导入工艺仅需一台真空泵,真空负压能达到-0.1Mpa即可。便宜的单泵几千块就可以搞定,贵的也有数万元的组合双泵系统,结合自身的需求和生产节奏,选择合适的真空泵设备。

 

L-RTM也需要真空泵设备,为锁模和型腔抽气提供真空。这两道真空略有不同,锁模的真空压力需达到-0.1Mpa,主要目的是保障上下合模紧密,保障良好的气密性。而型腔的抽气压力只需-0.05Mpa即可,目的是排气和引导树脂流动。

 

另外L-RTM工艺还需要一台注胶设备,注射压力在0.1Mpa内,属于低压注射。市面上比较流行的设备具有自动混胶、压力反馈等系统,可以更加精确地控制整个注胶过程。

 

有些企业在做L-RTM工艺时,没有选择注胶设备,直接通过真空来引导树脂浸润增强材料。对于一些相对简单的产品,这种生产方式也是可行的,但做一些复杂或较大的产品时,或者批量比较大的产品,还是建议要有注胶设备,可以加快生产效率,提高生产的稳定性。

 

03、材料

 

树脂

真空导入和L-RTM工艺使用的产品树脂要求基本一样。粘度低,一般是100-300Pa·s,浸润性要好。凝胶时间要相对较长,方便浸润增强材料,但固化速度要快,生产效率才高。因产品一次成型,因此树脂的放热峰要低,防止温度过高造成产品变形、对模具产生热冲击等不良影响。

 

纤维材料

L-RTM工艺中常用到的增强材料有:轴向布复合毡、连续毡、闭模毡强芯毡表面毡等。

 

在真空导入工艺中,由于闭模毡在真空状态下容易被压实,因此较少选择闭模毡,其它几款材料则基本通用。

 

夹芯材料

不管是真空导入工艺,还是L-RTM工艺,都属于闭模工艺。如果铺层中设计了夹芯材料,为了让树脂更好地流动,一般需要加工。

 

如常见的PVC、PET、轻木、PMI等,可以进行开槽、打孔等处理,方便树脂更好的流动、浸润纤维。

 

辅料

真空导入工艺需要用到众多真空辅助材料,(有哪些常见真空辅助材料,可以看往期文章:【长言】常用的真空工艺辅助材料有哪些?)这些辅料基本都是一次性的。

 

L-RTM工艺中只会用到少量真空辅助材料,常用的主要有密封胶带、树脂管、三通、树脂收集器。相比真空导入工艺,种类和数量都少很多。

 

其它的一些辅料,如脱模剂、引发剂、促进剂……两种工艺的要求基本一致,没有明显的区别。

 

04、成本

 

通过上面的对比分析,其实很容易看出两者的成本区别。

 

L-RTM工艺的前期投入成本比较大,模具、设备相比真空导入工艺的投入都要大很多。

 

真空导入工艺的辅料成本比较大,因为常用到的真空辅助材料都是一次性的。

 

至于综合成本,谁更有优势,我在上一篇如何选择的文章里,有做详细的比较。(【长言】手糊改闭模工艺,该选真空导入还是RTM?)

 

提炼一下,我的观点是:

产品需要两面光,单件年产量5000件以上。两个条件满足其一,那就选择L-RTM工艺。否则,从成本角度考虑,选择真空导入工艺更划算。

 

本来写到这里就可以结束了,但我想再多写一个观点。

 

思考

 

近几年,闭模工艺常被大家提及,因为环保。所以很多手糊企业都在往这个方向走,而真空导入工艺和L-RTM工艺是优先考虑的两种工艺。

 

如何选择?相信通过两期的文章,很多人心中有数了。

 

我跟不少同行交流过,他们经常问我该如何选择。帮他们分析完产品后,从经济角度考虑大多会选择真空导入工艺。因为没有量的支撑,L-RTM的前期成本确实高很多。单件产品没有量,就无法分摊成本。

 

但很多时候,我还会建议他们,尽可能找机会去尝试L-RTM工艺。

 

L-RTM的技术要求更高,特别是模具的设计及制造,如果能把这块技术吃透,对于企业的技术水平会有一个质的提升。对外而言,也代表了企业的技术实力。

 

L-RTM工艺采用设备注胶,稳定性更好,而且可以实现机械手流水线作业。难道你指望机器人来帮你打密封胶带吗?

 

L-RTM产品两面光的特点,在力学等基本性能都能满足的前提下,颜值绝对是加分项目。高颜值,谁不爱呢?

 

当然,可能很多人说好看有什么用,客户接受不了价格,再漂亮也是白搭。

 

企业没选择L-RTM工艺,抛开产品结构等因素,很多是因为做出来的产品不赚钱,也就是市场无法接受成本更高的产品。

 

但任何事物都是在发展的,人往高处走,这个时代的审美是在不断提升的。正如我们的生活一样,条件不好时想到的是解决温饱,生活改善后就会想着怎么穿更好看,甚至追求名牌、奢侈品。

 

未来的市场是多极化的,好的产品肯定是门槛高、利润也高,而普通产品,那就普通利润了。

 

正如一辆汽车同样可以跑到120公里时速,有人会选择几百万一辆的豪车,有人选几万块一辆的小车。这两款车的成本会相差几百倍吗,而你更愿意生产哪款车?

 

有行业由手糊工艺改闭模工艺,当大部分企业还在犹豫的时候,某企业敢为天下先,选择突破L-RTM工艺,最后成功了。其实他们现在的L-RTM产品订单也不多,但凭借“行业第一”这个称号,无形中在行业树立了标杆形象,成了头部企业。

 

类似的案例有很多,怎么来算这笔账,决策者们应该看得更长远一些。

 

想起一个笑话。一个学渣问学霸,怎样才能考98分?学霸憋了半天说,做错一道题不就可以了吗?学渣:……

 

有实力,没有机会,也可以创造机会。没有实力,机会撞到你怀里,还是会溜走。

 

做个学霸,降维打击不好吗?

 

(作者:长弓侠,来源:复合材料社区)

 

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