Explicação pormenorizada do processo RTM de fibra de carbono
O processo RTM (Resin Transfer Molding) de fibra de carbono é uma tecnologia de fabrico de material compósito de molde fechado, que injecta resina em pré-formas de fibra de carbono pré-formadas e utiliza o molde para aplicar pressão para completar a cura e a moldagem. Este processo é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, automóvel e noutros domínios devido à sua elevada precisão e excelente qualidade de superfície.
1 、 Visão geral do processo RTM de fibra de carbono
O processo RTM envolve a pré-configuração de tecidos ou pré-formas de fibra de carbono secos num molde fechado e, em seguida, a injeção de resina líquida no molde através de vácuo ou pressão mecânica para solidificar e formar componentes compósitos de elevado desempenho. Este método combina as vantagens da pré-moldagem manual e da injeção automática de resina, tornando-o particularmente adequado para a produção de componentes com formas geométricas complexas.
Caraterísticas do processo
Elevada qualidade de superfície: A superfície do componente é lisa e pode ser utilizada diretamente para peças de aparência...
Adaptação de estruturas complexas: Adequado para o fabrico de componentes com nervuras de reforço ou superfícies curvas...
Baixa volatilidade: O ambiente fechado do molde reduz as emissões de gases nocivos.
Controlo de precisão: A conceção do molde garante dimensões exactas...
2、 Fluxo do processo RTM da fibra de carbono
O processo inclui principalmente as seguintes etapas:
1. Preparação das peças pré-fabricadas
De acordo com os requisitos do projeto, o tecido ou pano de fibra de carbono seco é cortado e colocado manual ou mecanicamente num molde para produzir uma pré-forma.
2. Selagem do molde e aspiração
Feche os moldes superior e inferior, assegure a estanquidade com tiras de vedação e extraia o ar através de uma bomba de vácuo para reduzir as bolhas e ajudar o fluxo da resina.
3. Injeção de resina
Injetar resina líquida no molde através da porta de alimentação da resina, utilizando vácuo ou pressão para infiltrar a pré-forma. O caudal e a pressão da resina têm de ser controlados com precisão.
4. Cura e desmoldagem
Após a injeção, aquecer o molde (normalmente 100 °C a 160 °C) para curar a resina. Após a solidificação, abrir o molde, retirar as peças moldadas e efetuar o pós-processamento.
3 、 Vantagens e desvantagens do processo RTM de fibra de carbono
Vantagens
- Alta qualidade: Os componentes têm uma excelente qualidade de superfície e estrutura interna...
- Adaptação complexa da forma: Pode produzir componentes com furos ou estruturas reforçadas...
- Proteção do ambiente: O molde fechado reduz as emissões de compostos orgânicos voláteis...
- Eficiência da produção: Adequado para a produção de lotes médios...
Desvantagens
- Custo elevado do molde: A conceção complexa do molde e os custos de fabrico são elevados...
- Processo complexo: o fluxo da resina e os parâmetros de cura devem ser controlados com precisão.
- Ciclo longo: O tempo de injeção e de cura pode ser mais longo...
4 、 Áreas de aplicação do processo RTM de fibra de carbono
Este processo é amplamente utilizado devido às suas vantagens únicas:
Aeroespacial: tais como interiores de aeronaves e componentes estruturais.
Indústria automóvel: como os painéis da carroçaria e os invólucros das baterias.
Equipamento energético: tais como conectores de pás de turbinas eólicas...
Bens de consumo: tais como bagagens de alta qualidade e equipamento desportivo...
5、 Tendências de desenvolvimento futuro
Com o desenvolvimento de moldes inteligentes e resinas de cura rápida, o processo RTM de fibra de carbono alcançará uma maior eficiência de produção e controlo de qualidade. Ao combinar a pré-moldagem automatizada e a tecnologia de monitorização em tempo real, o processo será alargado a mais áreas de aplicação de elevado desempenho.
6、 Resumo
O processo RTM de fibra de carbono tornou-se uma tecnologia importante para o fabrico de materiais compósitos de alta qualidade devido à sua elevada qualidade de superfície, adaptabilidade a estruturas complexas e respeito pelo ambiente. Através da injeção de resina em molde fechado e da cura precisa, este processo pode produzir componentes complexos de alta qualidade. Apesar do elevado custo e da complexidade do processo dos moldes, estes apresentam vantagens significativas em domínios como o aeroespacial, o automóvel e a energia. Os futuros avanços tecnológicos impulsionarão as suas aplicações mais alargadas.