基于RTM-Worx模擬碳纖維復合空心球體成型

張沛霖，李小慧，周 律

(1．上海理工大學 機械工程學院，上海 200093；2.上海材料研究所 高分子材料事業部，上海市200437)

基于RTM-Worx模擬碳纖維復合空心球體成型

張沛霖1，2，李小慧2，周 律1

(1．上海理工大學 機械工程學院，上海 200093；2.上海材料研究所 高分子材料事業部，上海市200437)

樹脂灌注成型法成型碳纖維復合材料制品是目前較為熱門的成型方式，但目前市面上的成品多是薄壁圓筒或管狀制品，鮮有碳纖維復合材料空心球體制品。樹脂灌注成型成本較高，若通過實驗確定澆注位置和其他參數，會造成資源浪費。RTM-worx仿真軟件可以模擬成型過程和模擬不同參數對充模時間的影響。文中模擬了注射壓力、注射位置、滲透率等對充模時間的影響，并通過對比分析確定了參數范圍。

RTM；滲透率；碳纖維復合材料

AbstractResin transfer molding is the most favorite way to make the carbon fiber product recently. However, most products are thin-walled cylinder or tubular products. It will waste resource to determine parameters by experiment since the cost of Resin transfer molding is larger than other molding way. The RTM-Worx software can simulate the affection of filling time caused by different parameters. In the paper, the effort of filling time caused by pressure, permeability and the position of injection gate was be simulated. The parameters were determined via the comparison of testing result.

KeywordsRTM;permeability;carbon fiber

近年來，碳纖維材料制品憑借其質量小、力學性能好逐步成為新興材料的熱門。碳纖維復合材料早期主要運用在航空航天等軍用產品上[1]。隨著碳纖維產額的不斷提高以及碳纖維技術的逐步完善，碳纖維復合材料越來越多地運用到民用制品上，比如目前較為熱門的碳纖維自行車，碳纖維羽毛球拍，碳纖維汽車門等[2]。碳纖維制品的成型方式主要包括模壓成型法、纏繞成型法、樹脂灌注成型法(Resin Transfer Molding，RTM)、真空輔助成型(Vacuum Assisted Resin Infusion，VARI)等，其中VARI是基于RTM成型衍生出的成型方式。模壓成型是將一定量的模壓料放入模具中，在設定的溫度和壓力作用下，將材料固化成制品的加工方式[3]。模壓成型操作較為簡單，對環境和溫度壓力的要求不高，生產效率較高、成型周期較短，自1909年以來在世界各地廣為應用。……