RTM成型工艺分析及生产注意事项

RTM成形技术及分类

1。RTM

所谓闭模成形工艺，是在闭式阴阳模的情况下，对复合材料零件进行成形的过程。SMC、BMC、注塑、RTM、VEC工艺均为闭模成型工艺。随着环境法的制定和产品要求的提高，开放式模锻复合材料受到越来越多的限制，这促进了闭式模锻技术的应用，特别是近几年RTM技术的创新和发展。

2。RTM类型

RTM工艺，树脂传递成型工艺，是一种新的成型方法。具有成本低、生产周期短、人工成本低、环境污染小、制造尺寸准确、外形光滑、产品复杂等优点。自20世纪40年代以来，为了适应飞机天线罩的形成，这种技术得到了发展。目前，RTM成型技术已广泛应用于建筑、交通、电信、卫生、航天等领域。这里有几个RTM技术。

1）RTM，树脂传递模塑。该技术来源于聚氨酯技术。成型时，关闭模具，将树脂注入预制件。玻璃纤维含量较低，约20-45%。

2）变量，真空辅助树脂转移注射。这项技术利用真空将树脂吸入预制件，同时将树脂压入真空约10-28英寸的水银柱中。

3）真空辅助树脂转移注射。产品的孔径一般较小，玻璃纤维含量可增加。

4）VRTM，真空树脂转移成型。

5）VIP，真空浸渍。

6）VIMP，可变浸渍法。树脂在真空或重力的作用下被移动以压缩和浸渍。

7）TERTM，热膨胀RTM。将材料插入预制件，浸渍树脂，加热模具和成型件。芯材受热膨胀，使路面密实。利用这种压实效果，结合表面压力成型。

8）RARTM，橡胶辅助RTM。在叔胺法中，用橡胶代替芯材。橡胶模具使成型产品致密，大大减少了空隙，玻璃纤维含量可高达60-70%。

9）RIRM，树脂注射循环成型。真空和压力相结合，树脂交替注入多个模具，使树脂循环，直到预制件完全浸入。

10）CIRTM，共注入RTM。RTM可以注射到几个不同的树脂或预制构件中。可使用真空袋和柔性表面模具。

11）RLI，树脂液浸（渗透）染色。将树脂注入下模，将预制件插入上模并覆盖上模。模具由热压罐加热成型。加热降低了树脂的粘度，具有良好的流动性，且易于浸泡。

12）scrimptm-seaman复合材料公司脂质浸渍法。申请专利。真空袋用于在压力下浸渍树脂。浸渍速度快，面积大。树脂也可以完全浸渍在预制件的厚度方向上。必须使用真空袋和软表面模具。

13）紫外线RTM，紫外线（固化）RTM。与SCRIMP法相似，固化速度快。必须使用能穿透紫外线的紫外线光源、真空袋和软模具。

14）VECTM虚拟设计复合材料VEC的核心技术是“浮模”专利思想。复合材料对在两个充液钢制压力容器之间成型，模具沿容器全长密封。容器内充满可压缩的导热液体，通常是水。

RTM模具技术

1）RTM通用工艺路线

RTM有三个重要组成部分：

*1原材料系统

*2注射设备

*3模具系统

2）RTM模具技术

所有RTM产品都需要合适的工艺模具，RTM也不例外。RTM模具可以由铝钢和玻璃钢制成。由于铝钢模具不易变形，但价格高，故不在此介绍。下面介绍玻璃钢模具。

*1RTM模具类型和材料

玻璃钢模具用于RTM。根据一般规定，模具的厚度为7-10毫米，然后将加热芯安装在基本模具的表面下，形成夹层结构。模具总厚度为20毫米。由于该厚度达不到RTM成形工艺要求的强度，需要进一步加强。箱型钢比复合材料便宜得多，通常用箱型钢加固。

玻璃钢模具的实践证明，劣质树脂模具的使用寿命很短，直接影响产品的质量。因此，模具表面应采用耐温度和耐化学腐蚀的材料制成。模具制造成本主要是人工和选材成本，几乎与模具总成本无关。目前，乙烯基酯模塑料体系和橡胶涂层的应用比较普遍，并证明它们比传统的环氧树脂材料具有更好的使用寿命和耐温性。据国外报道，乙烯基酯树脂模具已超过18000个，仍在使用中。

*2模具加热

玻璃钢工业中使用的大多数树脂都有与温度直接相关的固化曲线，因此寻找一种控制生产模具温度的方法具有重要的现实意义，有助于优化生产效率。事实上，当模具温度升高10摄氏度时，胶凝时间将减少一半。因此，在环境温度（20度）下，成型零件可能需要60分钟来固化脱模，而在50度时，相同的树脂系统可以在7.5分钟内释放出来。

电热布

在RTM模具中使用加热布已经有很多年的历史了。加热比较均匀，模具可以很容易地将温度升高到100℃以上，但标准应用的模具最高温度为75℃。

液体加热

液体加热是将热循环系统和冷循环系统安装到合适的模具结构中，可以替代电加热。这也为模具提供了冷却系统。埋管内的循环介质可控制温度。

*3个模具密封

RTM和真空成型（VM）的所有闭合副都需要一个密封装置来控制腔边缘的树脂溢出。在VM成型的情况下，需要为外模法兰安装真空密封装置。

密封圈形式多种多样，但要求密封圈材料耐高温，回收率均匀。目前，硅橡胶似乎是最成功的封接基本成型树脂的材料。如果使用正确，则足以提供1000以上的使用寿命。

被动密封

几乎特殊的实心硅橡胶密封圈的横截面设计为当模具关闭时，从“Z”压缩1.0-1.5毫米至末端关闭位置。为了在不增加模具闭合力的情况下实现有效的密封，密封圈的硬度和压缩尺寸的选择是关键。只因为所需压力太大，很容易造成模具变形。模具的接触面一般为3-5毫米，足以防止树脂泄漏，从而达到有效密封。　

动态密封

动态密封优于被动密封。它可以永久控制截面的变化。横截面尺寸的变化在图形形式上可高达4毫米。这使得垂直密封轨迹嵌入到模具法兰中。相反，被动密封只会发生塑性变形和极端磨损。动态密封圈的内部一旦加压，就可以很好地调节密封效果。当模具关闭或打开时，带有真空间隙的密封圈的弹性变形防止了垂直方向的“塑性变形”造成的磨损。

*4个注射口

从事RTM成型工艺的技术人员特别注意注塑树脂的入口位置。实践证明，RTM注射口在中心位置（视腔形状固定）是最可靠的。

*5个模具精度

RTM模具经常处于应力状态，因此对于一个成功的闭式模具来说，模具精度是关键因素之一。闭式模具的目标精度是将型腔精度控制在（+0.2mm）。如果不能达到这一精度，必然会导致缺胶和不可预测的树脂填充，并且模件的尺寸超出了公差范围。最常见的是超厚，应考虑材料收缩参数。

RTM成型工艺操作及材料选择

* 1。RTM工艺操作

RTM工艺的注射过程通常在1／4-1／2凝胶时间内完成，传输时间为2～15分钟，传输压力为0.3～07MPa。

树脂传递压力是RTM工艺的主要参数。该压力用于克服注入腔中遇到的阻力和加强材料的浸入。树脂转移时间与系统压力和温度有关。短时间可以提高生产效率。但是，如果树脂流量过大，胶就不能穿透加固材料，并且会由于系统压力的增加而引起事故。因此，一般要求在转移过程中，树脂液体表面进入模具的上升速度不应超过25 mm/min。通过观察出口监测树脂转移过程。一般认为，当DI上的所有观察孔都已完成传输过程。

RTM工艺与手糊工艺生产成本对比

RTM成型工艺

　　RTM工艺具体工艺流程如下：

  RTM成型工艺的特点：

   1、生产周期短

   2、劳动力成本低

   3、环境污染少

   4、制造尺寸精确

   5、外形光滑、可制造复杂产品

  手糊成型工艺

    手糊成型工艺是复合材料最早的一种成型方法，也是一种最简单的方法，其具体工艺流程如下：

  手糊成型工艺的特点：

   1、不受尺寸、形状的限制；

   2、设备简单、投资少；

   3、工艺简单；

   4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；

   5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。

  手糊工艺和RTM工艺生产成本对比

   1、RTM工艺模具与手糊工艺模具的模具材料消耗对比

   2、RTM与手糊产品成本对比