上周在吴江的复合材料车间蹲了四天,拆了二十三件不合格的树脂传递模塑制件,一半以上的缺陷,都被新来的工艺员算到了树脂脱泡不充分的头上。说真的,我蹲在模架旁边捏着那些边缘带干斑的样件,气都不打一处来——上次我教他测真空度,他就盯着表上的-0.095MPa数字说”够了啊”。
真空表的读数,从来不算数
做RTM的人都知道,注胶前要抽真空。但很少有人说,你装在真空泵出口的真空表,根本不能代表模腔里的真实状态。上次调试,表上显示-0.096MPa,保持了20分钟,注胶完开模,靠近溢胶口的位置居然有三指宽的干斑。一开始以为是预制件铺层的时候留了缝隙,拆了重新铺,还是一样。
我蹲在管路旁边捋了二十多米的真空管,才发现那个快插接头的密封圈被之前残留的树脂渣磨出了一道半毫米的细缝。表在泵的那头,漏点在模腔接口的这头,泵一直在抽,表上的数字稳得一批,实际上模腔里的空气根本没抽干净。
我当时盯着那道缝,真的想把那个表砸了。
漏。慢漏。
正确的做法是,模腔端的漏率测试要把截止阀关了,看模腔端的真空度10分钟掉多少,示例值是不能超过0.005MPa,不然你表上再好看,都是白搭。上次教那个新来的工艺员做漏率测试,他关了阀看了30秒就说”没掉啊”,我没说话,让他等10分钟——10分钟后,真空度掉了0.02MPa,刚好就是之前做出来带干斑的状态。

注胶速度的临界点,从来不是固定值
很多教材里把注胶压力写得像标准化参数,说要控制在0.2-0.4MPa,实际到了现场,你敢按这个参数调,十件里有六件要出问题。注胶速度的临界点,完全取决于预制件的局部渗透率,没有放之四海而皆准的固定值。
上次我们做30mm厚的碳纤承力件,一开始按教材的压力调,注到一半就发现纤维被冲偏了,靠近进胶口的位置纤维层错位了2mm,后面测层间剪切强度直接掉了30%。后来把进胶压力降到0.08MPa,注胶时间从15分钟拉到了42分钟,纤维不跑了,但是又出现了新问题——树脂前锋在模腔中间停了,等了20分钟都没推进。
我们拆了三次模,才发现问题出在预制件的一个折角位置。织物在折角处的缝隙特别小,树脂带着前锋推到那里,空气被堵在折角后面排不出去,就把树脂挡住了。到现在我们也没找到能一劳永逸解决所有折角排气的办法,每次换预制件的铺层角度,都得重新在折角位置开1mm的排气槽,槽的位置偏一点,就又会堵气。

那些没人写在工艺手册里的边界条件
最容易被忽略的细节,是树脂与模具的温度差。很多人觉得只要把树脂罐的粘度调到工艺要求的范围就够了,根本不管模具和管路的温度。去年冬天在天津的车间,暖气坏了,模具温度只有18℃,树脂罐里是25℃,注胶出来的制件,每一层纤维之间都有肉眼可见的富树脂区,测出来的孔隙率快到8%了,远超过航空结构件要求的1%以下的标准。
后来我们把模具加热到23℃,让模具和树脂罐的温度差控制在2℃以内,同批次的树脂、同批次的预制件,出来的制件孔隙率直接降到0.7%。
别信那些说”RTM工艺窗口宽”的鬼话。对我们这种要做高精度结构件的人来说,宽个屁。树脂粘度差50mPa·s,出来的件就是合格和报废的区别。
最近我们在试2mm厚的薄壁蒙皮RTM成型,每次合模的时候,压边的力稍微大一点,预制件就被挤得往中间跑,注胶完边缘的纤维少了一层,强度根本不够。试了三次,现在也只是把压边力的范围缩小到1.2-1.5MPa,稍微超一点就出问题,还是没找到彻底的解决办法。
昨天收到上次寄去做力学测试的样件报告,层间剪切强度比上次调试的时候高了12%。那点进步,是拆了二十多件废品攒出来的。哪有什么完美的工艺参数,不过是每次踩坑的时候,把坑的位置记下来,下次绕着走而已。