近幾年來,復合材料的RTM(Resin Transfer Molding)成型技術成為航空航天復合材料結構低成本技術的主流,特別是RTM成型技術與復合材料復雜結構整體制造技術的結合,如美國F-22的機翼中至少有350個零件用RTM方法制造,不僅尺寸精度高、成本低,而且還使原設計的600件復合材料結構整合成200件左右,135000個緊固件減少為600個,大大提高了結構完整性和服役性能。
對于復合材料復雜結構整體制造技術,復合材料構件形狀精度和尺寸精度的近凈型性是現(xiàn)代制造技術水平的重要標志,其中的關鍵就是預定型技術和定型劑技術等,而RTM工藝是其中的一個重要環(huán)節(jié)。只有在采用合適的RTM專用樹脂的同時對織物及其結構進行預制,才能得到近凈形的預成型體。預成型體制造技術是采用定型劑、縫紉或編織的方法把增強材料固定成與制品相同形狀的技術,得到的制品稱為預成型體。定型劑定型纖維或織物制備預成型體是20世紀90年代初以來開發(fā)的一種新穎、易實施的預成型技術。通過將少量固體樹脂均勻分散在纖維或織物表面,加溫加壓、冷卻和脫模工序而獲得制品凈尺寸預成型體。定型劑預成型在一定程度上克服或彌補了編織預成型技術的不足,對質(zhì)量要求高,性能穩(wěn)定,結構復雜的制品尤為重要,尤其適用于制備結構形狀復雜的大型制品,在保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期及自動化方面具有重要意義,是低成本化的有效途徑。采用固體定型劑制備預成型體的方法有溶液法和粉末法兩種。航空用RTM成型先進復合材料的定型劑一般都是環(huán)氧或BMI類。
本研究中所采用的雙馬定型劑性能與Cytec的CYCOM782改性雙馬定型劑類似,該定型劑常溫下為固態(tài),能溶解于丙酮溶劑而制備成溶液狀定型劑,并能制備成粉末狀定型劑。定型劑主組分為雙馬來酰亞胺,能與雙馬樹脂相容,在180℃下固化,其定型條件與CYCOM782定型劑相同,在100~120℃/15~30min下預成型,該溫度下雙馬定型劑未完全固化,只在此溫度下定型劑熔化,有一定的流動性,能夠浸潤纖維,冷卻到室溫時又變成固體,從而保證了預成型體的整體性。