PROSESİN GENEL TANIMI
Önceden kesilmiş veya önceden şekillendirilmiş takviye malzemelerinin, erkek ve dişi kalıp arasına yerleştirilerek kapatıldığı bir kapalı kalıplama yöntemidir. Reçine, enjeksiyon kanallarından, basınç altında kalıp içerisine pompalanır. Genellikle enjeksiyon basıncı 2,75–3,5 bar’dır. Kalıp çevresine yerleştirilen bir conta sistemi ile sızdırmazlık sağlanmakta ayrıca, contaya yakın bir yerden hava çıkışını sağlayacak ve reçine firesini azaltacak hava vanaları yerleştirilmektedir. Kalıp yapımında kalıbın karşılaşacağı basınç dikkate alınmalıdır. RTM orta düzeyde üretim hacmine sahip bir kalıplama yöntemidir. Bir çok uygulama alanında ve çeşitli boyutlarda kullanımını cazip hale getiren özel nitelikleri vardır. Kalıp yüzeylerinden birine veya ikisine birden jelkot uygulanabilir. Korozyon dayanımı ve/veya dış yüzey görünümünün daha iyi olması istenen durumlarda tül veya yüzey keçesi kullanılabilir. Sandviç konstrüksiyon ara malzemeleri mekanik ekleme parçaları ve somun cıvata gibi metal parçalar kalıplama sırasında bünye içerisine gömülerek birlikte kalıplanabilir.
REÇİNELER
RTM kalıplama yönteminde ortoftalik ve izoftalik polyesterler, vinil ester reçineler kullanılmaktadır. Ayrıca, daha iyi bir yüzey görünümü sağlamak üzere özel olarak RTM için üretilmiş düşük çekmeli ve hassas profilli polyester reçineler de geliştirilmiştir. Bunların dışında, epoksiler, üretanlar, bismaleimidler (BMI), akrilik/polyester hibridleri ve fenolik reçineler de RTM de kullanılmaktadır. Bu tür yeni reçinelerin kullanımı için enjeksiyon ekipmanında ölçüm ve reçine şartlarında özelliklerine göre bazı değişiklikler yapılması gerekebilir. Bu sistemler RTM prosesi için yepyeni maliyet ve performans ufukları açmaktadır.
TAKVİYE MALZEMELERİ
RTM’de genellikle kontinü keçe ve kırpılmış demetten ön şekillendirilmiş takviye malzemeleri (Preform) yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, termoplastik bağlayıcı kullanılarak yapılmış özel keçeler, termoforming (Isı ile şekillendirme) işlemi ile kalıp şekline tam uyan ön şekillendirilmiş takviye malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Farklı dokunmuş ve dokunmamış cam elyafı ürünleri, iki ve üç yönlü keçeler, RTM prosesi için geliştirilmiştir. Karbon elyafı ve aramid gibi yüksek performanslı diğer takviye türleri de RTM kullanılarak yapılan kompozit parçalarda tek başına veya hibrid takviye biçiminde kullanılabilirler.
KALIPLAR VE EKİPMAN
Tipik bir RTM kalıbı, kalıp ömrünü ve proses kontrolünü arttırmak üzere sabit sıcaklıklarda üretimin gerçekleşmesini sağlayan ısıtma ve soğutma sistemlerini içerecek şekilde tasarlanmaktadır. RTM yöntemiyle kalıplanan ürünler özel reçine takviyelerinin, kalıpların ve üretim koşullarının bileşkesi sonucu olarak, A sınıfı bir yüzey kalitesine ulaşabilmektedir. RTM basınç altında reçine ile çalışan kapalı bir kalıplama sistemi olduğundan, kalıbın her iki yarısının da tam olarak kapanabilmesini sağlamak üzere bir dizi mekanik kilit sistemini gerektirmektedir. RTM’de doğru ve güvenilir bir reçine enjeksiyonu yapılması gerekmektedir. Pompalama cihazı, reçinenin doğru bir şekilde sertleşmesini sağlayacak miktarda katalizörü ölçer. Genel olarak proseste, reçine ve katalizörü karıştırmak için hareketsiz ya da mekanik olmayan karıştırıcılar kullanılır. Karıştırıcıların temizlenmesi için ayrıca bir solvent püskürtme sistemi de ekipman içinde yeralmaktadır.
RTM KALIPLAMANIN AVANTAJLARI
RTM parçaları proses ve tasarım koşullarına bağlı olarak kalıp başına saatte çok sayıda parçanın kalıplanmasına olanak tanımaktadır. RTM kapalı kalıp sistemi olması sebebiyle, çalışma ortamına açık kalıplardan daha az uçucu organik madde açığa çıkarırlar. Kalıp devir süreleri el yatırması ve püskürtme yöntemlerine göre daha kısadır. RTM kalıplarının maliyeti diğer kapalı kalıplama yöntemlerinde kullanılan kalıplara oranla daha ucuzdur. Kalıplanmış parçaların her iki yüzeyide düzgündür. Girinti, çıkıntı ve ribler gibi ikincil takviyeler kolaylıkla bünye içine katılabilir. Daha iyi bir yüzey performansı için reçinenin çekmesini kontrol altında tutabilecek sistemler kullanılabilir. Dolgu sistemleri maliyeti düşürmekte, alevlenmeme ve duman yaymama özellikleri, daha iyi yüzey görünümü ve daha yüksek kırılma dayanımı gibi performans özellikleri katmaktadır. Bu kalıplama yöntemi pazar değerlendirmesi için prototip yapımında da kullanılabilir. SMC kalıplaması için büyük bir yatırım yapılmadan önce tasarım özelliklerini ve kabul kriterlerini değerlendirmek üzere RTM kalıplama metodu ile prototip üretim yapılarak ürün ve Pazar performansı ölçülebilir. Bu durumda, RTM’in kısa üretim süresi ve nispeten düşük maliyetli plastik kalıpları gerçek avantajlar olarak karşımıza çıkmaktadır.
RTM KALIPLAMANIN DEZAVANTAJLARI
Kalıp ve ekipman maliyetleri, el yatırması ve püskürtme yöntemlerine göre yüksektir. RTM,orta ölçekli üretim hacmine sahip bir üretim yöntemidir. Enjeksiyon basınçlarının ayarlanması, kalıp tasarımı ve üretimi, kilit ve conta sistemi ele alındığında proses daha karmaşıktır.
RTM UYGULAMALARI
Başlıca RTM uygulamaları; kamyon gövde parçaları, otomobil gövde panelleri, otobüs panelleri, spoiler, gösterge panelleri, tıbbi cihazlar, depolama tankları, araç koltukları, kimyasal pompalar, küçük tekneler gibi denizcilik parçaları, rüzgar enerjisi tribün kanatları, uçak parçaları, mermi gövdeleri, bisiklet gövdeleri ve kapılardır.
RTM’NİN GELECEĞİ
Bir çok takviyeli kompozit uygulamasında RTM kalıplama yöntemi kullanılabilmektedir. Reçine ve kalıplardaki gelişmeler, pazar olanaklarını genişletecek, kalıp ve ekipman üreticisi firmaları, kalıplama yöntemini daha fazla tercih edeceği ve pazar fırsatlarının genişleyeceğ i beklenmektedir. Birçok takviye malzemesinin kullanımına olanak vermesi ve yüksek yüzey performansı sebebiyle RTM, otomotiv ve birçok değişik alanda taşıyıcı parçaların üretiminde kullanılmakta olup farklı kalı plama yöntemlerine rakip olacak bir kalıplama yöntemi haline gelmiştir. Potansiyel yeni uygulamaların başında otomotiv ve uçaklarda kullanılan yapısal parçalar gelmektedir.Kompozit kalıplama yöntemlerinde yeni çevre düzenleme ve kısıtlamaları sonucunda açık kalıplama sistemlerinde değişiklikler yapılması ve önlemler alınması zorunluluğu, RTM’i bu endüstride pratik bir alternatif haline getirmektedir. Uzmanlar bu çok yönlü kompozit kalıplama yönteminin ileride daha önemli bir konuma geleceğine inanmaktadırlar.