Een RTM mal en Carbon Speed vorm maken

Matthieu wilde graag experimenteren met het RTM-proces op een kleiner/hobbyniveau om RTM-onderdelen te maken met een goede afwerking aan beide zijden. Daarom besloot hij het proces te testen en een mal te maken om een snelheidsvorm van koolstofvezel te maken als teststuk.

De eerste stap was het prepareren van een oude speed shape vorm om te gebruiken als patroon voor de onderste mal. De mal werd bijgesneden en glad geschuurd voordat hij werd gecoat met Pattern Coat Primer. Dit gaf een gemakkelijk te vormen oppervlak om het profiel op de vereiste standaard te krijgen. Het patroon werd daarna gepolijst tot het een goede glans had.

Er werd een grote mal gemaakt van met formica bedekt hout en het patroon werd er centraal in gemonteerd. De randen werden geprofileerd en afgerond om ervoor te zorgen dat de afgewerkte mal gemakkelijk loslaat. Het patroon werd vervolgens gecoat met het CR1 Easy-Lease lossingsmiddel.

De Lower Mould werd vervolgens gemaakt met behulp van het Uni-Mould Mould Making systeem op de conventionele manier te beginnen met de UG1 tooling gelcoat, UC1 Coupling Coat en de versterking met de UT1 Tooling Resin. Nadat de mal was uitgehard, werd de malbox verwijderd en het patroon ontvormd.

Om een vlak oppervlak te creëren en het centrale deel te laten zakken om de nodige uitsparing voor het proces te creëren, werd GlassCast 50 gegoten om de hoogte van de flens te verhogen en een zeer vlak oppervlak te creëren. Hiervoor was een nieuwe malbox aan de binnen- en buitenkant nodig om het te vullen gebied af te bakenen. Voor het gieten werd het oppervlak gereinigd en voorzien van een zwarte pigmentatie.

Na uitharding werden kleine defecten verwijderd van het oppervlak van de mal. Er werd een epoxypasta gemaakt en gebruikt om de scherpe hoek in het verzonken deel van de onderste mal op te vullen. Vervolgens werden de randen en imperfecte delen van de mal geschuurd en vlak gemaakt voordat de mal hoogglanzend werd gepolijst.

In dit stadium is de mal klaar om gebruikt te worden voor een standaard infusie. De reden om dit te doen is dat we voor het maken van de bovenmal een offset nodig hebben om een holte over te laten voor de vezel en hars tijdens het RTM proces. Door een onderdeel van de juiste dikte te infuseren, hebben we een patroon dat gebruikt kan worden om die offset te maken voor de bovenmal.

De infusie is volledig conventioneel met koolstofvezel en IN2 Infusion Epoxyhars. Voor complexe vormen als deze is het een goed idee om het originele patroon te gebruiken om de stoflagen en de zakken te persen en aan te passen aan de vorm van de mal. Dit maakt het leggen van de mal sneller en gemakkelijker. Als de infusie klaar is en het onderdeel uitgehard, wordt het ontvormd en wordt de mal schoongemaakt voor later gebruik.

De onderkant van het geïnfuseerde deel wordt dan vlak geschuurd voordat Pattern Coat Primer wordt aangebracht. Daarna wordt het oppervlak perfect glad geschuurd en hoogglanzend gepolijst. Dit deel is dan klaar om gebruikt te worden als patroon om de offset te maken die nodig is voor de Top Mould. Het wordt teruggeplaatst in de Lower Mould en er worden wat wasstrips toegevoegd rond de rand om af te dichten en verdere offset te creëren voor de harsbanen. De hele onderste mal en het patroon worden dan voorzien van een coating, klaar om een mal van te maken.

Het middelste deel van de mal wordt gemaskeerd en vervolgens bespoten met de GCX Clear Polyester Gelcoat. Dit is zodat dit deel van de mal semi-transparant is zodat voor de uiteindelijke RTM de harsstroom kan worden gecontroleerd. Dit wordt dan aangevuld met heldere polyesterhars en wapening. Er wordt op gelet dat er zo min mogelijk krimp optreedt door maar een paar lagen tegelijk te doen. Het maldeel wordt dan uitgehard en ontvormd en bijgesneden.

Daarna wordt een afdichtplaat gemaakt met rubberen afdichtingen en aluminium plaat. Dit zorgt voor de buitenste afdichting om de 2 delen van de mal samen vacuüm te zuigen en de binnenste afdichting om de malholte vacuüm te zuigen voor de RTM zelf. Deze afdichtingsplaat wordt dan op zijn plaats geplaatst en vacuüm gezogen. Er wordt dan verder gelamineerd over de plaat en de flenzen van het middelste deel om er één geheel van te maken. Na uitharding wordt het ontvormd en schoongemaakt. De hars in- en uitlijnen worden dan aan de mal toegevoegd door ze op hun plaats te lamineren en door te boren zodra ze uitgehard zijn. De mal wordt dan gereinigd en voorzien van een coating, klaar voor de RTM-infusie.

Op dit punt is het eerste onderdeel klaar om gemaakt te worden. De koolstof wordt op het patroon gelegd en vervolgens gebruikt om het in de mal te plaatsen. De randen van de stof werden dicht tegen de rand van de malholte afgesneden. Het bovenste deel van de mal werd vervolgens aan de onderste mal vastgemaakt met kit die volledig moest uitharden. Op dit punt werd een vacuümpomp aangesloten op de buitenste afdichting om deze naar beneden te trekken en een opvangbak en pomp aangesloten op de harsuitlaat om de rest van de mal onder vacuüm te trekken.

De hars wordt dan gemengd en vanuit de harsinvoer in de mal gegoten. Doordat de bovenmal half doorschijnend is, was het mogelijk om de voortgang van de hars door de mal te volgen. De hars stroomt langzamer dan bij een conventionele infusie, dus het is belangrijk om een exotherme reactie in de toevoerkop te voorkomen. Nadat de hars volledig was geïnfuseerd, werden de harslijnen afgeklemd en kon het onderdeel uitharden.

Na aanvankelijke problemen met het verwijderen van de afdichtingen (ontwerp moet worden herzien voor toekomstig gebruik), was het ontvormen van het afgewerkte carbon onderdeel eenvoudig en kwam het onderdeel er vlekkeloos uit. Voor toekomstige projecten zal het proces worden aangepast op basis van wat hier is geleerd.

Tot slot werden de geïnfuseerde en RTM-onderdelen gewogen en werden er berekeningen uitgevoerd om de verhouding vezel/hars te krijgen. Deze kwam voor het geïnfuseerde onderdeel uit op 60:40 en voor het RTM-onderdeel op 50:50 voor de ongetrimde onderdelen.