RTM(树脂传递模塑)是一种很有前途的树脂基复合材料成型方法,国外早已将此方法应用于航空工业用途树脂基复合材料的成型,但国内RTM技术在航空工业的应用尚处于起步阶段,鲜见成功的案例。 RTM成型的工艺特点决定了RTM注射装置的特殊性。本文借鉴国外商用RTM注射机的结构,结合国内相对成熟的聚合物注射设备的设计经验,确定了适用于高性能环氧类树脂的RTM注射装置的总体结构,进行了整个系统及重要部件的方案设计。 树脂与固化剂的配比输送是RTM成型的重要条件。针对环氧类树脂与其固化剂的配比要求,结合连杆机构的运动特点,设计了一套配比机构,用机械的方法实现了树脂与固化剂的配比输送。在运动学仿真软件ADAMS下建立了机构的虚拟样机,进行了运动学分析,验证了机构工作的可行性,并说明了机构的优化方法。 RTM设备的工作负载不同于一般设备的负载,高粘度的环氧树脂在树脂输送管路中的沿程阻力构成了设备的主要负载。因此根据输送管路的结构估算输送过程的压力损失是设计过程的重点。在确定装置主要结构的基础上,运用流体力学的相关理论,讨论了管路中流体的压力损失。通过对配比机构进行动力学仿真,最终确定了液压系统负载的计算方法。 为了实现对注射树脂流量及压力的可靠控制,装置采用液压系统驱动,不同于适用于低粘度树脂的气动RTM注射机。为了简化后续液压系统的设计调试,并实现对系统压力和流量的程序自动控制,参照液压控制阀的研究成果,选用了针对注射设备的比例压力流量控制阀作为液压系统的核心控制阀,给出了液压系统的设计方案。 温度是RTM注射的重要工艺参数,尤其对于常温下粘度很高的环氧类树脂。为了使环氧树脂在最佳注射温度下注射成型,需要用加热器对树脂贮罐加热。本文讨论了树脂加热的方法和加热器功率的核算方法,并采用模糊控制实现对树脂贮罐的温度控制。