具有快速循环时间的树脂传递模塑的制作方法
【专利说明】具有快速循环时间的树脂传递模塑
[0001]相关申请
[0002]本申请主张2013年12月3日递交的序列号为61/910，974的美国临时申请的优先权，其内容在此处以引用的方式并入。
技术领域
[0003]本发明一般涉及到树脂传递模塑，特别涉及一种按时间和位置在一多端口注入系统中交错注入树脂的改良的树脂传递模塑方法。
【背景技术】
[0004]树脂传递模塑(RTM)是一种制造具有高强度、复杂几何形状、严格的尺寸公差以及汽车和航天应用需要的典型的制品质量的组合结构的方法。RTM使用一种封闭式模具，其通常用铝制成，具有一纤维“积层”，例如置于模具内的石墨。该模具为封闭的、密封的、热的且被放于真空下。室温(20°C)或热的树脂然后被注入该模具中浸渍该纤维积层。将模具加热和在真空下促进树脂流动。然后将该模具放置于足以固化树脂的温度下。典型地，树脂在该RTM方法期间经历了三种不同的状态；注射时的粘性状态，当树脂的粘度变为更高的粘度时的凝结状态，以及当树脂材料以化学方法交联和树脂变硬的固化时间。用于RTM的模具具有一个或多个注射口用于注入树脂，以及用于气体和过量树脂排出模具的至少一个排气口。多端口的注塑模具典型地用于具有增加的加工时间的更大的零件。
[0005]在RTM方法中遭遇的一个常见的问题是树脂的不均匀的流动，在其中，当树脂离开注入点时树脂经历了粘度的变化。此外，如图1的曲线图所示，当加工时间推进时树脂经历的压力和温度随着时间减少。在RTM方法期间经历的上述的问题造成了成型件的缺陷。
[0006]因此，存在一种对能使产品缺陷和循环时间都最小化的改良的RTM多端口注射方法的需要。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种采用交错注射树脂的树脂传递模塑(RTM)方法，本方法包括:将该树脂注入一个模具的多个注射口 ；控制用于该模具的温度和压力；其中所述的多个注射口启动用于以任意顺序，既可以单独和成组，或成对的注入所述树脂。该树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚乙烯酯树脂、酚醛树脂、胍胺树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺三嗪树月旨、呋喃树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、聚苯甲酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂或氨基树脂中的至少一种。树脂还包括纤维，其中该纤维为玻璃、碳、其他人造纤维中的至少一种，或天然纤维。该天然纤维为椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维、或香蕉皮纤维中的至少一种。该多个注射口启动用于以连续的顺时针或逆时针方向的顺序注入树脂。该多个注射口基于计算机程序启动。多个注射口为从2到6个的注射口，或者多个注射口为至少3个注射口。
【附图说明】
[0008]本发明的进一步通过相关的下列附图详细说明，其为了显示本发明的某些部分，但是并不会作为本发明实践中的限定来被解释。
[0009]图1是显示随着加工时间推进时树脂经历的压力和温度随着时间下降的标准反应曲线的图。
[0010]图2是显示根据该发明的方法的一实施例的树脂交错注入多端口 RTM模具随着时间的压力和温度的反应曲线的图。
[0011]图3为根据本发明实施例的用于交错树脂注入的，具有四个注入口的多端口 RTM模具的平面图。
[0012]图4为根据本发明实施例的用于交错树脂注入的，具有六个注入口的多端口 RTM模具的平面图。
[0013]图5为根据本发明的实施例的交错多端口 RTM方法的生产过程的流程图。
【具体实施方式】
[0014]本发明具有作为采用按时间和位置在一多点注射系统中交错注入树脂的，一种改良的树脂传递模塑(RTM)方法的功能。有别于目前的同时注入树脂的RTM方法，在模具中交错注入树脂提供了一用于成型零件的树脂的改良的压力和温度的时间曲线。在该发明的方法的实施例中该交错注入树脂提供了改进后的产品产量，其具有更少由非浸渍部分导致的成型件缺陷，从而提高了模压产品的质量。此外产品周期时间也通过在有别于目前的同时将树脂注入一多端口模具的方法的在一多端口模具使树脂的交错注入而减少。已观察到通过在一多端口的模具中交错注入树脂的该发明的方法，成件的周期时间已经被从大约10-60分钟减少到3到5分钟。
[0015]在该发明的交错RTM方法的实施例中的使用的树脂包括热固树脂如环氧树脂；聚氨酯橡胶；聚脂和乙烯酯；其粘度低，易于浸渍入强化纤维。这些树脂解说性的包括环氧树月旨、不饱和聚酯树脂、聚乙烯酯树脂、酚醛树脂、胍胺树脂、聚酰亚胺树脂如:双马来酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、聚苯甲酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素甲醛树脂、氨基树脂等。纤维可被加入该发明的交错RTM方法的某些实施例中用的树脂以强化包括玻璃、碳和其他人造纤维和天然纤维的成型件。天然纤维可包括椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维、香蕉皮纤维等。
[0016]现在参考图2，曲线图20显示根据该发明的方法的一个实施例的将树脂交错注入一多端口的RTM模具中的根据时间的压力和温度的响应曲线。同图1的曲线图10的同时注入件相比可见，其避免了在模制件加工中压力和温度的迅速下降，在本发明的实施例中的RTM方法期间的温度和压力被保持。
[0017]图3是根据本发明实施例的具有带有交错注入树脂的四个注射口 34A-34D，和一个出气口 36的模具32的多端口 RTM系统30的平面图。在交错RTM方法的实施例中，该注射口可以任意顺序启动，单独的、成组的或成对的均可。例如，注射口 34A和34B可被作为一对打开，与作为第二对的注射口 34C和34D交替，其中相邻的对(34A-34B，34C-34D)在交替时间注入树脂。在某些实施例中，交叉配对的注射口(34A-34D)和(34B-34C)可在交替时间注入树脂。在某些实施例中，注射口 34A，34B, 34C和34D每个都是以连续的顺时针或逆时针顺序单独的打开和关闭。当如四个这样的口 34A-34D所示可理解的是注射口的数量在不同的发明的实施例中从I到10个，同时其他实施例中，2到6个口以及还有其他实施例中2或3个口被使用。
[0018]图4是根据本发明实施例的具有带有交错注入树脂的六个注射口 44A-44F，和一个出气口 46的模具42的多端口 RTM系统40的平面图。就图3的发明的实施例探讨，注射口 44A-44F可以任意顺序启动，单独的、成组的或成对均可。随着给定模具的有效注射口的数量的增加，显而易见地，用以启动和通过不同注射口注入树脂的可能组合和配置的数量会增加。
[0019]在该发明的交错RTM系统和方法的实施例中，点火或启动顺序或者树脂注射器的使用模式被编入具有处理器和用于储存和执行该程序的存储介质的数控装置或计算装置中。在一该发明的交错RTM系统的实施例中，该数控装置也可以控制能够自动地加载到交错多端口注入方法的位置的多次注射模具固定装置的旋转，然后移开其，另一个模具固定装置能被移动到该位置，同时一成型件被从第一个固定装置上移下。
[0020]图5是根据本发明实施例的该交错多端口 RTM方法的生产流程50的流程图。该流程以操作员编写由RTM方法使用多树脂注射口模具形成的一特别模制件的工艺参数的生产控制器(步骤52)开始。包括压力，温度，树脂注射器的点火顺序的工艺参数由操作员基于树脂材料和RTM方法要成型的零件而设置。该操作员加载成型零件的树脂到树脂注射器的储液器中，以及积层到模具中(步骤54)。该多端口模具固定装置树脂输入线被连接到树脂注射器(步骤56)。该RTM进程开始(步骤58)，完成件被从模具上移下(步骤60)。
[0021]前述的描述为解说性的本发明特定实施例，但是其并不意味着对于其实践的限制，以下的权利要求，包括所有其等同物，是为了限定权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种采用交错注射树脂的树脂传递模塑(RTM)方法，其特征在于，所述的方法包括: 将所述的树脂注入一个模具的多个注射口； 控制用于所述的模具的温度和压力；和 其中所述的多个注射口启动用于以任意顺序注入所述的树脂，既可单独和成组，或成对。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中，所述的树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树月旨、聚乙烯酯树脂、酚醛树脂、胍胺树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、呋喃树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、聚苯甲酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂或氨基树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1和2中任一所述的方法，其特征在于，其中，所述的树脂还包括纤维。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述的纤维为玻璃、碳、或其他人造纤维中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述的纤维为天然纤维。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，所述的天然纤维为椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维、或香蕉皮纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述的多个注射口启动用于以连续的顺时针或逆时针方向的顺序注入树脂。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述的多个注射口基于计算机程序启动。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述的多个注射口为2到6个注射口。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述的多个注射口为至少3个注射口。
【专利摘要】本发明提供了一种在多点注射系统中按时间和位置采用交错注射树脂的改良的树脂传递模塑(RTM)方法。有别于同时注入树脂的现有RTM的方法，在模具中树脂的交错注入提供了一个用于成型零件的树脂的改良的压力和温度的时间曲线。该方法中的该树脂的交错注入提供了改良的产品产量，并具有更少的由非浸渍部分导致的成型件缺陷，从而提高了模塑产品的质量。此外，通过有别于在多端口模具中同时注入树脂的现有方法，交错在一多端口模具中注入树脂，产品周期时间也被减少了。采用本发明的在一多端口模具中交错注入树脂的方法，成型件的周期时间从大约10-60分钟被减少到3到5分钟。
【IPC分类】B29C45-78, B29C45-02, B29C45-77
【公开号】CN104690876
【申请号】CN201410723649
【发明人】普罗比尔·库马尔·古哈, 迈克尔·J·西瓦杰克
【申请人】康廷南拓结构塑料有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月3日
【公告号】WO2015084933A1