碳-环氧复合材料缝合-RTM成型工艺的研究
RTM成型工艺及分类介绍
RTM成型工艺及分类介绍1、RTM成型工艺与分类RTM是指低粘度树脂在闭合模具中流动、浸润增强材料并固化成形的一种工艺技术，属于复合材料的液体成形或结构液体成形技术范畴。
其具体方法是在设计好的模具中，预先放入经合理设计、剪裁或经机械化预成形的增强材料，模具需有周边密封和紧固，并保证树脂流动顺畅；闭模后注入定量树脂，待树脂固化后即可脱模得到所期望产品。
SMC、BMC模压、注射成型、RTM、VEC技术都属闭模成型工艺。
由于环境法的制定和对产品要求的提高使敞模成型复合材料日益受到限制，促使了闭模成型技术的应用，近年来尤其促进了RTM技术的革新和发展。
2、RTM的类型RTM工艺起始于上世纪50年代，目前，RTM成型工艺己广泛应用于建筑、交通、电讯、卫生、航天航空等领域。
下面介绍几种RTM技术。
01、RTM，树脂传递模塑。
该技术源自聚氨酯技术，成型时关闭模具，向预制件中注入树脂，玻纤含量低，约20-45%。
02、VARIT，真空辅助树脂传递注塑。
该技术利用真空把树脂吸入预制件中，同时也可压入树脂，真空度约10-28英寸汞柱。
03、VARTM，真空辅助树脂传递注塑。
制品孔隙一般较少，玻纤含量可增高。
04、VRTM，真空树脂传递模塑。
05、VIP，真空浸渍法。
06、VIMP，可变浸渍塑法。
树脂借助真空或自重移动，压实浸渍。
07、TERTM，热膨胀RTM。
在预制件中插入芯材，让树脂浸渍并对模具与成形品加热。
芯材受热膨胀，压实铺层。
利用这种压实作用，结合表面加压成型。
08、RARTM，橡胶辅助RTM。
在TERTM方法中不用芯材而用橡胶代之。
橡胶模具压紧成型品，使孔隙大大减少，玻纤含量可高达60-70%。
09、RIRM，树脂注射循环模塑。
真空与加压结合，向多个模具交替注入树脂，使树脂循环，直至预制件被充分浸透。
10、CIRTM，Co-Injection RTM。
共注射RTM，可注入几种不同的树脂，也可使用几种预制件，可利用真空袋和柔性表面的模具。
碳纤维增强复合材料hp-rtm成型工艺及孔隙控制研究
碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种结构轻、强度高的先进材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
其中，HP-RTM （高压快速反应注射成型）是一种常用的CFRP复合材料成型工艺，它可以实现高质量、高效率的制造，并具有良好的孔隙控制能力。
HP-RTM成型工艺的基本步骤如下：1.模具准备：首先，准备一个具有所需形状和尺寸的模具，通常使用金属材料制作。
模具表面需要经过处理以提高表面平整度和表面润滑性，以便于后续注塑过程。
2.预制准备：根据需要，预先制备好所需的干预产物，即CFRP的纤维布和树脂浸润材料。
纤维布通常采用碳纤维预浸料，其中已经预先浸渍了树脂。
此外，还可以在纤维布上涂覆树脂胶粘剂以实现更好的树脂流动性和浸润性能。
3.注塑过程：将预制准备好的纤维布放置在模具的合适位置，然后将模具封闭。
接下来，通过高压注塑机将树脂推入模具内，使其浸润纤维布。
注塑过程中，高压和高温有利于树脂的流动和浸润性能提高。
4.固化过程：完成树脂注塑后，模具中的复合材料需要经过固化过程。
这一步主要是通过控制温度和时间来使树脂完全固化。
通常，温度较高且持续一定时间可以确保固化反应的充分进行。
在HP-RTM成型过程中，孔隙控制是一个关键的技术难题。
孔隙是指复合材料中的气体或液体空隙，对材料的强度和可靠性有不良影响。
为了控制孔隙的生成，研究人员采取了以下措施：1.注塑条件优化：通过调整注塑过程中的参数，如注塑温度、压力和时间，以提高树脂的浸润性能和流动性，减少气体捕获和孔隙形成。
2.模具设计和表面处理：合理设计模具结构，使得树脂在注塑过程中能够均匀分布并填充纤维布，减少树脂注塑过程中的空隙和气体捕获。
同时，模具表面的润滑处理可以减少树脂在模具表面的附着，并更好地填充纤维布。
3.树脂配方优化：通过调整树脂配方和添加剂，改善树脂的流动性和抗气泡性能，减少孔隙的生成。
常见的方法包括添加表面活性剂和消泡剂。
4.气体抽真空处理：在注塑过程中，通过在模具中抽真空来减少气体的含量，并帮助树脂充分浸润纤维布，减少孔隙的产生。
复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究
复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究杨文志;朱锡;陈悦;裴秋秋【摘要】为开展复合材料螺旋桨成型工艺的研究,分析了不同成型工艺的特点,提出采用树脂传递模塑成型技术(RTM)制作螺旋桨模型,制订了模具制备方案、纤维剪裁和铺层实施方案以及RTM工艺流程,制作了螺旋桨模型,并提出了工艺改进方案,进而开展了螺旋桨模型的强度试验.强度试验结果显示:随着载荷的增加,各测点处的应变值均呈线性增长,当加载到8kN时各测点应变均在弹性范围内,桨叶未发生破坏.研究表明:采用本文制定的模具制备方案,特别是针对桨叶纤维布剪裁、铺层的难题提出的适合复杂型线纤维布剪裁和铺层的实施方案,用于成型夹芯复合材料螺旋桨模型可以满足预期强度要求,验证了本文工艺的可行性.%To study composite propeller molding process, we analyze the characteristics of different molding process and propose to the propeller modelby using RTM technology. Then, we develop programs for mold preparation, fiber cut and ply embodiment and RTM process. And we produced a propeller modeland then launched a strength test propeller models. The mechanical test results show that, there is a linear increase for the strain with the load increase and blade is not damaged when 8 kN load was exploited. The use of mold preparation program developed, especially for problem blade cut fiber cloth, plies of embodiment for complex type wire cloth cut and laminate for molding sandwich composite propeller model to meet the expected strength requirements to verify the feasibility of the process herein.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】6页(P87-92)【关键词】复合材料;螺旋桨;RTM;成型工艺;强度【作者】杨文志;朱锡;陈悦;裴秋秋【作者单位】海军工程大学舰船工程系,武汉430033;海军工程大学舰船工程系,武汉430033;海军工程大学舰船工程系,武汉430033;海军工程大学舰船工程系,武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U668.3复合材料螺旋桨因具有低噪音、轻质、高效、易维修等特性，使得各国研究人员将目光投向了复合材料螺旋桨的实船应用.近年来，随着各国对复合材料研究的深入，复合材料螺旋桨的应用价值也大大体现.成型工艺是复合材料螺旋桨应用的关键，为加快复合材料螺旋桨在船舶上的实际应用，研究复合材料螺旋桨的成型工艺技术具有重要意义［1-2］.目前，针对复合材料螺旋桨成型工艺，国内外学者已进行了一些有意义的研究工作.19纪60年代苏联学者第一次使用手糊方式成型了直径2 m的复合材料螺旋桨桨叶［3］；SEARLE［4］采用RTM技术和真空融合工艺制作了复合材料螺旋桨桨叶；LIN［5］等采用制作铝合金桨叶阴模和阳模的RTM技术实现了小直径大侧斜复合材料螺旋桨的制作；张孝深等［6］采用分叶注射整体成型技术制作了拖船、冷藏船和渔船船用复合材料螺旋桨；洪毅［7］在其博士论文中指出，考虑到螺旋桨这种复杂型面的三维结构，由于要满足设计的水动力性能要求，且对其不规则的几何外形有较高的尺寸精度要求，以及欲制备螺旋桨的几何尺寸较小，故选取模压成型工艺制备了碳纤维复合材料螺旋桨，其中模具选用玻璃钢材料.并对已制备的复合材料螺旋桨进行了型面分析检测、质量测试分析以及噪音测试分析.在此基础上，张鸿名［8］采用RTM工艺制备了高质量的复合材料螺旋桨，并对成型的螺旋桨进行了三维型值扫描测试、质量测试和水下噪音性能测试.但上述学者的研究均未阐明生产复合材料螺旋桨时的工艺流程以及成型桨叶的强度问题.现有的RTM技术在成型复合材料螺旋桨时也存在诸多问题，主要表现在由于桨叶几何尺寸的复杂性，难以保证剪裁、铺设纤维布的型线精度，进而影响产品的尺寸型线；树脂注入过程中，由于注射压力较大，在高压下改变原来的铺层角度，影响成型桨叶的强度.为此，本文对不同成型工艺进行比较，制订了模具制备方案，针对上述问题进一步完善了纤维剪裁和铺层实施方案以及RTM工艺流程，制作了夹芯复合材料螺旋桨模型，并提出了工艺改进方案，对成型桨叶进行了静强度试验.1.1 工艺的比较和选取可用于复合材料成形的工艺较多，主要有手糊成型工艺、喷射成型工艺、模压成型工艺和RTM成型技术等几大类［9-10］.不同成型工艺对增强纤维和树脂类型的要求不同，其所能达到的结构尺寸稳定程度差异也较大，因此，需根据桨叶结构的特点，选择合适的成型工艺.手糊成型是复合材料工业最早使用的一种工艺方法，主要特点在于手工操作、开模成型、成型工艺中树脂和增强纤维需完全暴露于操作者和环境中.采用手糊成型工艺加工夹芯复合材料螺旋桨模型，制作成本相对较低，但尺寸精度和稳定性难以保证，特别是对复杂气动外型和具有夹芯结构复合材料螺旋桨叶片来说，往往需粘接等第二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺会更加复杂和困难.对于喷射成型工艺，在成型制品时多采用短纤维，桨叶的强度和刚度无法保证，且不能根据需要调整纤维结构.桨叶纤维含量、均匀程度等很大程度上取决于操作工人的技术水平，可控性较差，而由于需要雾化和分散，原材料的损耗较大.模压成型过程中预浸料的流动、充模、固化反应速度都与温度有密切关系，由于大型薄壁、形状复杂的复合材料螺旋桨制品温度不易控制，温度过高或过低都将严重影响成型桨叶的性能，且本文欲制作的螺旋桨模型尺寸较大，模压成型模具设计与制造较为复杂，因此，所需成本较高，故不选取模压成型工艺.RTM工艺的基本原理如图1所示，工艺过程包括：①预成型坯的加工；②树脂的注入和固化.由于这两步可分开进行，所以RTM工艺具有高度的灵活性和组合性，便于实现“材料设计”.RTM成型工艺技术是一种闭模成型技术，具有材料组分可精确控制、制件空隙率低、吸水率小、工艺过程简单等优点，是当今发展先进低成本制造复合材料工艺的一种优选途径［11-15］.国内、外已有RTM工艺生产复合材料螺旋桨的实例，故本文复合材料螺旋桨采用RTM工艺.1.2 成型前准备1.2.1 原材料复合材料螺旋桨桨叶半径为475 mm，原材料厂家为中材科技股份有限公司，织物类型为Sw220高强玻璃纤维，主要材料参数为E11=E22= 18.22 GPa，E33=6 GPa，ν12=0.12，ν13=0.3，ν23= 0.3，G12=G13=6.75 GPa，G23=3 GPa.芯材采用H100泡沫，密度为100 kG/m3，耐压强度2 MPa，拉伸强度3 MPa，厚12 mm、质量79.2 g，为使树脂能够浸透泡沫，在泡沫上采用2 cm间隔、3 mm穿孔，基体树脂采用430LV乙烯基酯树脂、固化剂为LC低放热型固化剂. 1.2.2 桨叶结构形式及铺层方式为了减轻桨叶质量、吸声降噪、减少热应力变形、防止纤维布太厚导致的树脂浸渍不佳等因素，提出采用具有夹芯结构的复合材料螺旋桨桨叶结构形式.根据仿真计算结果，纤维布采用±45°与0°正交纤维布混合铺层，由叶面开始采用±45°铺层，约3.2 mm厚，铺设10层，0°纤维布约4.8 mm，共计15层，纤维布的铺层方式为由表及里，采用对称铺层的方式.具体铺布顺序为表面毡一层｛±455/015/C6｝s.1.3 成型工艺流程工艺流程如图2所示，主要包括两个部分：模具的制作和桨叶的成型.桨叶成型的主要步骤包括：喷涂胶衣、铺布（包括泡沫芯材的放置）、合模、注料成型、后固化、脱模.1.3.1 模具的制作由于制作的模具要满足合模、注胶、开模等工艺环节的使用要求，因此，模具的设计与制造也是复合材料螺旋桨成型的关键.本文将制备的模具尺寸较大，采用金属模具成本较高，故采用玻璃钢模具.首先采用三维数控机加工铝质螺旋桨桨叶，进而翻制上下玻璃钢模具（下玻璃钢模具如图3所示）.结合螺旋桨模具的特点，预置进料口A、排气口B、C、D、E.树脂注入时，由A注入到模腔，当B、C、D、E的4个出料口均有树脂流出且无气泡时则表示树脂已充满整个模腔.特别指出的是模具在成型过程中常会由于温度升高产生热应力造成模具变形，进而对成品形状产生影响，因此，上、下玻璃钢模具都应增加金属加强钢框架.1.3.2 纤维布的剪裁由于桨叶几何尺寸的复杂性，常规的剪裁方法难以保证型线精度，结合生产实际，本文在剪裁纤维布时首先在铝制桨叶上分别绘制出4、5、7、9、11、13、15、18 mm厚度处等厚线，再按相应等厚线的轮廓制好裁布样板，进而将裁布样板置于纤维布下进行纤维布的剪裁，裁布过程如图4所示.1.3.3 喷涂胶衣喷涂胶衣之前为方便脱模，模具上应喷涂脱模剂，待脱模剂干透后进行胶衣的喷涂.胶衣配方原则为胶衣凝胶时间应大于喷涂时间，本次成型的产品调节凝胶时间为10～15 min较适宜.喷涂时，压力控制在2～3 kg/cm2.为防止注射成型时树脂从孔隙中被挤压至胶衣与模具之间，导致胶衣串胶喷涂过程中应注意边角要反复喷涂，以确保各处胶衣都喷涂均匀覆盖好.不需喷涂胶衣的位置应使用覆盖物覆盖，待喷涂完胶衣后应立即将覆盖物撕掉，撕扯时应向外撕，避免损坏胶衣层.1.3.4 夹芯泡沫及纤维布的铺放待胶衣用手摸还能有少量粘黏物粘在手上，但胶衣基本己干固时，先铺上一层表面毡再铺布，为了方便以后脱模第一层布应压住排气口.铺布时按铝制桨叶上各个等厚线轮廓裁剪纤维布的顺序进行铺放，不同厚度处按2～3层纤维布过渡.具体铺层顺序详见前述铺层顺序，铺完下铺层后，将修好线型的泡沫置于纤维上，根据连接键槽处定位，再按反序铺好上铺层纤维布.上模层最后3层纤维铺敷于上模具中，各纤维层喷涂适量3M胶，并放置若干树脂钉将铺层进行固定，以避免铺层在树脂注入时发生错动.布层铺完后，用棉布蘸上脱模剂对四周进行清洁，注意不可用丙酮擦洗，丙酮会破坏模具胶衣层，特别是要将密封带纤维清理干净，避免存在密封性不好等问题.1.3.5 合模、注射成型将布层铺好后，合上模具上紧所有螺丝.合模时应避免纤维布滑移，导致上、下模合模时产生夹缝.注射成型前应先将鞘钉打好脱模蜡.进行注射时，将固化剂对应阀门打至90°（关回流），升压至100 Psi，再将树脂阀打至90°（关回流），调节压力至20 Psi附近.此时应注意注射第一枪可能混合不均匀，应将其打在废料缸中，然后喷出适宜量的料在薄膜中进行模拟凝胶试验，最佳凝胶时间应比注射时间延长10～20 min.注射过程中各排气口在空气排尽后，应用鞘钉堵上，最后1～2个排气口应延长一定的排气时间，保证将气泡排尽.注射完成后应打开枪中丙酮开关立即洗枪.完成整个注射过程后，应将RTM成型注射机各阀都卸压，包括丙酮缸中安全阀卸压.开树脂、固化剂回流阀，将管路中残留树脂、固化剂回流，用丙酮回流清洗和注射即可清洗树脂回流管路与注射管路.待树脂刚凝胶时应将各进出料口处残留树脂清理干净，并拔出鞘钉，即成型完成.1.3.6 初次成型桨叶桨叶成型完成后，连同模具于常温下放置15～20 min进行固化，固化后在升温70～90℃固化3～4 h，进行后固化处理.后固化处理后将模具常温下放置1～2 d即可脱模.由图5可以看到，首次成型桨叶出现白斑、溢胶，局部有气泡，根部出现树脂聚集等问题.1.4 工艺改进分析初次成型桨叶出现的问题，根据工程实际经验纯纤维布制品成型厚度在4～6 mm可保证树脂浸透良好，而本次复合材料桨叶表层玻璃钢厚度均在8 mm或以上，成型件较厚，势必会导致树脂浸透不完全出现白斑.为防止制品制作时由于纤维布太厚造成树脂浸透不完全，分别在叶背叶面8 mm纤维布厚处中间夹两层夹芯毡，2层夹芯毡厚度约1 mm.由于加入夹心毡导致厚度增加，为使纤维布厚度不变，将芯材泡沫上下打磨1 mm.分析出现溢胶现象原因，认为主要是由于使用密封圈进行压力保压，保压时间有限，固化剂固化时间太长导致有空气渗透进去，为防止出现溢胶，将第一次使用的LC低放热固化剂加入5% 的M50固化剂，LC 低放热固化剂的固化时间在2 h左右，加入5%的M50固化剂后固化时间在1 h左右.初次成型桨叶叶面比叶背成型的好，几乎无溢胶白斑现象，初次成型桨叶时上叶面用烤灯加热，温度升高使叶面树脂浸透的较好.在第二个桨叶的成型制作时，应将两面都进行烘烤.对根部出现树脂聚集现象，分析产生的原因可能是合模时根部纤维布产生松动收缩，导致根部缺少纤维产生树脂聚集，下次合模时应将根部纤维压实，喷涂适量3M胶使纤维布粘接固定，合模时应小心，防止纤维布产生错动.将上述问题改进后进行复合材料桨叶的第二次成型制作.由图6可以看出，第二次成型的桨叶比先前成型的桨叶有很大改善，无明显溢胶、白斑，树脂浸透良好、表面平滑光顺、无刮痕、裂缝、树脂淤积、缺胶、分层等现象.2.1 测点布置及加载方式测点布置如图7所示，其中叶根处布置1#、2#、3#、8#、9#的5处测点，在r/R=0.6半径处的导边和随边处布置了4#、7#、10#的3处测点，泡沫夹芯与纤维布交接处布置了5#、6#两处测点，方向均沿桨叶的径向.夹芯结构复合材料螺旋桨桨叶类似于悬臂梁结构，在水动压力载荷的作用下叶根处产生较大应力.因而依据桨叶对叶根处的应力等效原则，通过有限元加载试算，将由面元法计算得到的设计工况下桨叶的水动力载荷等效为7.5 kN的集中力载荷，集中力的加载位置选择在叶面的r/R=0.75半径处.同时，为了全面反应实验结果，将该半径处的弦长等分为7份，并选取距导边2/7、3/7和4/7处的3个位置作为加载点进行试验加载.试验地点为海军工程大学结构与材料试验室，试验设备为电子万能试验机，加载方式为垂直加载，加载速度1 mm/s.试验实施过程如图8所示.试验从1 kN开始加载，分8次逐次递增加载到8 kN.加载过程中需要注意的是，试验开始时首先应缓慢加载、卸载，以释放桨叶内部的残余应力.2.2 试验结果为了直观地反应实验结果，图9～11分别给出了加载点1～3位置下强度试验所测各测点应变曲线.由图9～11可以看出，夹芯结构复合材料螺旋桨在受静载荷的作用下各测点处应变的绝对值均随着载荷的增加呈线性增长，当最大载荷加载到8 kN时各测点应变均在弹性范围内，桨叶也未发生破坏，充分验证了采用RTM工艺可有效保证夹芯结构复合材料螺旋桨强度.本文提出了一种具有夹芯结构的新的复合材料螺旋桨桨叶的结构形式，针对螺旋桨实际生产工艺中的难题提出了适用于复杂形状制品纤维布的剪裁方法并提出喷涂3M胶、预置树脂钉固定铺层的方法，制订了模具制备方案、RTM工艺流程，进而根据初次成型桨叶进行了工艺改进，并对模型桨进行了静强度试验.实验表明制作的螺旋桨模型满足强度要求，验证了工艺的可行性.【相关文献】［1］ SELVARAJU Dr S.Application of composite in marine industry［J］.Journal of Engineering Research and Studies，2011.［2］洪毅，赫晓东.复合材料船用螺旋桨设计与CFD/，EM计算［J］.哈尔滨工业大学学报，2010，42（3）：404-408.HONG Yi，HE posite marine propeller design and CFD/FEM calculation ［J］.Journal of Harbin institute of Technology，2010，42（3）：404-408.［3］ MOURITZ A P，GELLERT E，BURCHILL P，et al. 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RTM加工工艺存在的问题及研究现状
１ ＴＭ 工 艺 存 在 的 问题 Ｒ
ＲＴＭ 工艺 主要 有两 个 关键环 节 ： 浸渍 与聚 合 ， 即树 脂 的充模 与 固
中 粉 工 ２２ ｏ 国 体 业 ０ ．ｌ １Ｎ ２
化 。其 工艺 参数 和 材料 性能 对这 两 个 射 口和 溢料 ，从而 可 以提高 模 具设 计 性 差 。纤维 预 制体 边缘 与模 具表 面 不
ＩＩ ＝． ｌ 至加 工工艺存在的问题及研究 －
【 要 】 树 脂 传 递 模 塑 （ 罗 ｉ Ｔ ａ ｓｅ Ｍｏ ｄ ｎ 摘 ｓｎ ｌ ｉ ｇ，ＲＴ 工 艺 是 Ｍ） 康 永 Ｒｅ 红 ｒ ｎ ｆ ｒ
一
种 制造 高性 能纤 维增 强聚 合 物基 复合 材 料 的先进 技术陕 西榆林 １ １ 。 陕西金泰 氯碱 化工有 限公司技术 部 ， 因其成 型速 ＿ ０ ∞
模具 的优化设 计 、 新 ＲＴＭ 专业软 件进 行工艺过 程模拟 可以 局 部纤 维体 积 分数 较低 或 较高 而形 成 过程 的在线监控 、 合 理 的 确 定 ＲＴＭ 模 具 中 的 导 流 槽 、注 树 脂富 裕 区或 者贫 瘠 区 ，使成 品均 匀 型 工艺设 备 的开发 等。
形 成 气 泡 、干 斑 、脱 层 ，以 及 预 成 型 体 树 脂对 纤 维 的浸 润过程 均 不 可见 ，很 注 射 的树 脂冲 刷 而改变 其均 匀性 。纤
铺 敷 不 当 引 起 厚 度 不 均 和 褶 皱 等 。 难Ｘ Ｒ ￣ ＴＭ工 艺过程进 行研究和 及时解 维预 制体 边缘 不 能与模 具 壁很 好地 吻 ＲＴ 技术在 国内外普遍 存在 的难关和 决实 际生 产 工 艺 过程 中 出现 的 问题 ， 合 ， 处容 易形成高渗 透区 ，导致树脂 Ｍ 该
． （ ） 格适 合 的 ＲＴＭ 注射成 型分 ２ ２纤维预制体的可渗透性 ５价
rtm工艺技术
rtm工艺技术RTM工艺技术（Resin Transfer Molding）是一种常用的复合材料成型工艺，特点是能够在较低压力下快速并均匀地将树脂注入预先放置好的纤维增强材料中，形成复合材料制品。
RTM工艺的主要步骤包括模具准备、纤维预制件放置、树脂注入、充模、加压、固化和后续处理等。
首先，在RTM工艺中，模具的设计和准备非常关键。
模具应具备良好的密封性能，以确保树脂能够被注入到纤维增强材料之中，同时还要考虑产品的成型形状和尺寸等要求。
通常采用金属或者复合材料制作的模具，以确保模具梯度热容、寿命和承压能力等要求。
在纤维预制件放置阶段，要将预制好的纤维增强材料放置到模具中，并注意纤维的排布和叠放方式。
通常采用布料或者纱线叠放方式，以便在注塑过程中获得更好的力学性能和成型效果。
注塑阶段是整个RTM工艺中最重要的部分。
在注塑过程中，树脂根据模具的形状和尺寸慢慢注入到纤维增强材料中。
通常采用真空或者低压力的方式，以确保树脂能够均匀地填充到整个模具中。
与传统注塑成型相比，RTM工艺能够更好地控制树脂的流动速度和填充程度，从而获得更好的成型效果。
充模和加压阶段是为了确保树脂能够充分渗透到纤维增强材料之中，并消除空气泡。
通过加压，可以提高树脂的渗透速度和纤维增强材料的固化性能，从而获得更高的强度和耐久性。
固化阶段是将树脂完全固化，使纤维增强材料和树脂成为一个整体。
通常采用热固化或者光固化的方式，通过加热或者紫外线照射等方法，使树脂固化并与纤维增强材料牢固地结合在一起。
固化后的制品具有较高的强度、刚度和耐腐蚀性能，适用于各种工程应用。
最后，进行后续处理，如切割、修整、表面处理和涂装等，以获得符合要求的最终产品。
总之，RTM工艺技术是一种先进的复合材料成型工艺，具有成型效果好、成本低、产量高的优点。
通过合理选择纤维增强材料和树脂、优化模具设计、精确控制注塑和固化参数等，可以生产出符合要求的复合材料制品。
随着科学技术的不断发展，RTM工艺技术也将在航空航天、汽车工业、建筑业和体育用品等领域得到广泛应用。
RTM工艺
树脂传递模塑成型工艺RTM工艺的主要原理是在模腔中铺放按性能和结构要求设计的增强材料预成形体，采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统，以保证树脂流动流畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，还具有加热系统，可加热固化成形复合材料构件。
它是一种不采用预浸料，也不采用热压罐的成形方法。
因此，具有效率高、投资、绿色等优点，是未来新一代飞机机体有发展潜力的制造技术。
该方法的优点是环保、形成的层合板性能好且双面质量好，在航空中应用不仅能够减少本身劳动量，而且由于能够成形大型整体件，使装配工作量减少。
但是树脂通过压力注射进入模腔形成的零件存在着孔隙含量较大、纤维含量较低、树脂在纤维中分布不匀、树脂对纤维浸渍不充分等缺陷，因此该技术还有改进潜力。
该工艺还能帮助生产尺寸精确，表面工艺精湛的复杂零件。
树脂传递模塑工艺还有一个特点是，能够允许闭模前在预成型体中放入芯模填充材料，避免预成型体在合模过程中被挤压。
芯模在整个预成型体中所占的比重较低，大约在0-2%之间。
下表是一些常见RTM成型产品的缺陷问题和解决办法。
粗纱、硬度大再选牌号邹折玻璃纤维流动错位用对预成型坯粘结剂有效的粘结剂，减慢注入速度玻璃纤维类型质量不好选择质量好的玻纤挠曲变形脱模时固化不完全促进树脂固化，用补强材料提高刚度使用矫正夹具树脂固化收缩使用低收缩剂，使用填料RTM工艺成功事例：图：ASC – II桨叶通过美国联邦航空局的认证，成功运用于派珀飞机上（Piper Matrixaircraft），ASC – II桨叶同样适用于Cirrus的SR - 22和其他通用航空飞机。
来源：派珀飞机公司Hartzell公司使用自有设计软件--PROP Code和ANSYS公司开发的有限元分析（FEA）软件对桨叶上应力的分配进行分析和设计，然后用另一个内部开发程序来生成ASC - II复合层压结构。
汉克将这种泡沫夹芯三明治结构设计描述为单体横造结构。
复合材料真空灌注-RTM成型工艺及应用
复合材料真空灌注-RTM成型⼯艺及应⽤概述真空辅助树脂灌注成型⼯艺(VacuumAssisted Resin Infusion Molding)简称VARIM⼯艺，是在RTM(Resin Transfer Molding)⼯艺基础上发展起来的⼀种⾼性能、低成本的复合材料成型⼯艺。
⾃80年代末开发出来，VARIM⼯艺作为⼀种新型的液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding，简称LCM)，得到了航空航天、国防⼯程、船舶⼯业、能源⼯业、基础结构⼯程等应⽤领域的⼴泛重视，并被美国实施的低成本复合材料计划(Composite AffordabilityInitiative，简称CAI)作为⼀项关键低成本制造技术进⾏研究和应⽤。
如图1所⽰，VARIM⼯艺的基本原理是在真空负压条件下，利⽤树脂的流动和渗透实现对密闭模腔内的纤维织物增强材料的浸渍，然后固化成型。
VARIM⼯艺的基本流程包括：(a) 准备阶段。
包括单⾯刚性模具的设计和加⼯、模具表⾯的清理和涂覆脱模剂、增强材料(纤维织物、预成型件、芯材等)和真空辅助介质(脱模介质、⾼渗透导流介质、导⽓介质等)的准备等。
(b) 铺层阶段。
在单⾯刚性模具上依次铺设增强材料、脱模布、剥离层介质、⾼渗透导流介质、树脂灌注管道、真空导⽓管道等。
(c) 密封阶段。
⽤密封胶带将增强材料及真空辅助介质密封在弹性真空袋膜内，并抽真空，保证密闭模腔达到预定的真空度。
(d) 灌注阶段。
在真空负压下，将树脂胶液通过树脂灌注管道导⼊到密闭模腔内，并充分浸渍增强材料。
(e) 固化阶段。
继续维持较⾼的真空度，在室温或加热条件下液体树脂发⽣固化交联反应，得到产品预成型坯。
(f) 后处理阶段。
包括清理真空袋膜、导流介质、剥离层介质、脱模布等真空辅助介质和脱模修整等，最终得到制品。
图1 真空辅助模塑成型(VARIM)⼯艺⽰意图和传统的开模成型⼯艺以及RTM⼯艺相⽐，VARIM⼯艺具有以下优点：(1) 模具成本低。
rtm成型工艺技术
rtm成型工艺技术RTM（Resin Transfer Molding）成型工艺技术是一种在复合材料制造中常用的工艺技术，通过将预浸料注入模具中，使其在高压下固化成型。
以下是关于RTM成型工艺技术的详细介绍。
RTM成型工艺技术是一种集注塑成型和压缩成型为一体的复合材料成型工艺。
该工艺以模具为基础，通过将环氧树脂及其增强材料预浸料注入模具中，并施加一定的压力，使预浸料在模具内部充分浸透并固化。
与传统成型工艺相比，RTM成型具有高成型质量、高成型效率、低成本和环保等优点。
RTM成型工艺技术可以应用于各种复合材料制品的生产，特别是结构性和高强度要求的制品。
例如，飞机、汽车、船舶、建筑等领域的复合材料零部件都可以采用RTM成型工艺进行制造。
此外，RTM工艺还可以灵活地生产各种复材件，如复材齿轮、复材托架等。
RTM成型工艺的关键是模具的设计和制造。
模具必须具备良好的密封性和耐压性能，以确保预浸料在注入过程中不会泄漏。
此外，模具的开关设计也很重要，以确保成品能够顺利脱模。
因此，模具的制造需要高精度的加工和高耐磨的材料。
RTM成型工艺的关键步骤包括预浸料的配料、模具的准备、预热和注射、压力施加和固化等。
在制造过程中，预浸料需要在一定的温度下预热，以改善流动性并减少预浸料中的空气。
然后，预热的预浸料通过注射设备注入到模具中，同时施加一定的压力以保证预浸料充分浸透。
最后，固化过程中，通过加热或其他方法使预浸料固化，并获得最终产品。
RTM成型工艺技术具有许多优点。
首先，由于采用了大型模具和注射设备，RTM工艺可以高效地进行大规模生产，提高生产效率。
其次，由于预浸料中的树脂是事先注入的，可以较好地控制纤维的含量和取向，从而使得制品具有更高的强度和刚度。
此外，由于预浸料中的树脂经过事先预热，因此也能在注入过程中更好地充满空气孔隙，减少产品的缺陷率。
然而，RTM成型工艺也存在一些挑战和限制。
首先，由于需要大型模具和注射设备，设备投资和生产成本相对较高。
rtm成型工艺过程
rtm成型工艺过程
RTM（Resin Transfer Molding）是一种常用的复合材料成型工艺，主要用于生产复材零部件。
RTM成型工艺包含以下几个步骤：
1.模具制备：根据产品的设计要求，制作适用于RTM成型的模具。
通常使用金属或者复合材料制造的模具。
2.面层制备：将预浸料（prepreg）或者无纺布等面层材料剪裁成所需形状和尺寸。
3.模具装备：将面层材料放置在模具的一侧，保持模具清洁。
4.预制：将需要使用的纤维束定位在模具中，并按照设计要求进行预配置，通常采用预定位工具如夹具等，以确保纤维束的定位精准。
5.闭模：将两半模具闭合，并确保模具密封。
通常采用安全和可控的方法进行模具闭合，以防止树脂泄漏。
6.树脂注入：在成型开始前，通过开启充注阀门，将树脂注入模具中。
注入时使用低压或者真空吸引树脂进入纤维束，以确保树脂充分浸润纤维。
7.充注：树脂在模具内浸润纤维的过程中，需要保持一定的注入压力和速度，以确保树脂充分填充整个模具。
8.固化：树脂在充注完成后开始固化。
根据树脂的性质和设计要求，可以通过提高温度、加热模具或者添加固化剂等方法来促进树脂的固化。
9.开模：待树脂完全固化后，打开模具，取出成型件。
10.修整：对成型件进行修整，如去除多余的材料、修整边缘等。
复合材料crtm工艺
复合材料crtm工艺
复合材料CRTM工艺
复合材料CRTM工艺(Controlled Resin Transfer Molding)是一种液体树脂注射模塑工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、风力发电等领域。
它具有以下特点:
1. 工艺流程
CRTM工艺主要包括准备模具、铺放增强材料、封装真空、注入树脂、固化成型等步骤。
通过控制树脂流动过程,可以获得高质量的复合材料制品。
2. 优势
(1)一次固化成型,能制造出复杂曲面结构件和一体化结构件,减少装配工序。
(2)可采用各种增强材料(玻璃纤维、碳纤维等)和树脂体系(环氧树脂、酚醛树脂等)。
(3)低压注射,模具成本低,能实现自动化生产。
(4)最终制品无气孔、无缺陷,性能优良。
3. 应用
CRTM工艺可应用于航空航天领域的机翼、机身、导弹仓等部件制造,还可应用于汽车行业的车身面板、行李舱盖等结构件的生产,以及风力叶片等多种复合材料制品。
通过不断改进和创新,CRTM工艺在复合材料制造领域占据越来越重要的地位,有利于提高产品质量、降低生产成本。
rtm工艺技术要求
rtm工艺技术要求RTM（Resin Transfer Molding）工艺是一种在复合材料制造过程中常用的注塑工艺。
它适用于大量生产高性能复合材料制品的情况，如航空航天、汽车和船舶等领域。
RTM工艺的主要目标是生产出具有优良性能和质量稳定性的复合材料制品。
为了实现这一目标，RTM工艺有以下几个重要的技术要求。
首先，RTM工艺要求完善的模具设计和制造。
模具是RTM工艺成型的关键，它直接决定了制品的形状、尺寸和表面质量。
为了避免制品出现缺陷，如气泡、翘曲等问题，模具必须具备高度的精度和平面度。
此外，还需要具备良好的磨损性能和抗腐蚀性能，以保证模具的使用寿命和稳定性。
其次，RTM工艺要求精确的材料选型和预制。
在RTM工艺中，通常使用环氧树脂、聚酰胺树脂等作为基体材料，同时添加玻璃纤维、碳纤维等作为增强材料。
为了保证制品具有优异的机械性能和低拉伸率，需要精确控制材料的比例和配比。
此外，还需要对材料进行预制，如预浸料或预浸润，以保证材料的自由流动性和粘接性。
第三，RTM工艺要求严格的生产过程控制。
生产过程控制包括温度、压力和流量等参数的控制。
温度控制是非常重要的，因为它直接影响材料的硬化速度和粘接性能。
压力控制可以有效地避免气泡和空隙的形成。
流量控制是为了确保材料可以均匀地填充到模具中，以避免制品出现凝胶线等问题。
最后，RTM工艺要求严格的检验和质量控制。
在制品成型后，需要进行各项性能测试和外观检查，以确保其符合设计要求和产品规格。
常见的测试包括强度测试、硬度测试和耐热性测试等。
此外，还需要进行外观检查，如表面平整度、色差和气泡等。
只有通过严格的检验和质量控制，才能保证RTM工艺生产出的复合材料制品具有稳定性和可靠性。
综上所述，RTM工艺的技术要求包括完善的模具设计和制造、精确的材料选型和预制、严格的生产过程控制以及严格的检验和质量控制。
只有满足这些要求，才能生产出高性能和高质量的复合材料制品，满足客户的需求和市场的竞争。
rtm成型工艺流程
rtm成型工艺流程
RTM（Resin Transfer Molding）成型工艺流程是一种通过成型
覆膜技术，使用压力将预浸层纤维材料浸渍于合适的树脂中来制造复合材料制品的工艺。
RTM成型工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 制备模具：根据产品设计要求，制作出适合的模具。
模具可以包括一个或者多个腔室，根据产品的复杂程度决定。
2. 准备纤维预浸料：将纤维材料与树脂进行匹配，并将其浸泡在树脂中，以获取预浸层纤维材料。
3. 关闭模具：将两个模具部分合拢，确保密封。
4. 注入树脂：通过在模具中施加压力，将树脂从预先确定的入口注入模具中。
5. 充填纤维：随着树脂的注入，树脂会在模具中渗透纤维材料，充填整个模腔。
6. 固化树脂：当树脂注入完毕后，施加固化条件，例如温度和压力等，使树脂固化。
7. 模具开启：固化完毕后，打开模具，取出模具中的复合材料制品。
8. 整理和加工：对取出的复合材料制品进行必要的整理和加工，例如去除闪烁，修整边缘等。
RTM成型工艺可以生产具有较高性能和复杂形状的复合材料
制品。
由于该工艺的成本较低，制造周期较短，并且适用于大批量生产，因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
rtm 工艺技术
rtm 工艺技术RTM（Resin Transfer Molding）工艺技术是一种常用于复杂形状零件生产的先进成型技术。
RTM工艺技术以不饱和聚酯树脂基体材料为基础，通过真空吸附和压力注射的方式将树脂注入预先制作的干预体内，实现所需产品的成型。
RTM工艺技术具有以下优点。
首先，该技术适用于生产复杂形状的零件，能够精确控制产品的尺寸和形状，使得产品具有更高的几何精度。
其次，RTM工艺技术能够生产高强度、高刚度且重量轻的复合材料产品，对于要求高强度和轻量化的领域具有巨大的潜力。
再次，RTM工艺技术的生产周期相对较短，生产效率高，有利于大规模生产。
此外，RTM工艺技术还具有较好的成本控制能力，能够有效降低产品的制造成本。
RTM工艺技术的基本步骤如下。
首先，根据产品的形状和尺寸要求，制作模具。
模具通常由两个模块组成，上模和下模。
上模和下模之间会安装有一个注塑道具，用于树脂的注入。
其次，制作干外体。
干外体由预浸料或干燥纱线制成，其主要作用是提供成型表面的形状和尺寸。
接下来，将干外体放置在模具中，将上模和下模封闭，并进行真空吸附。
当真空吸附到一定程度后，开始注射树脂。
注射树脂需要一定的压力，可以通过液态树脂的流动和灌注来实现。
当树脂充满整个模具空腔后，使其固化。
最后，将成型件从模具中取出，进行后续的修整加工。
RTM工艺技术的应用非常广泛。
例如，它可以用于航空航天、汽车、船舶、风力发电等领域的复合材料制品生产。
在航空航天领域，复合材料产品具有高强度、高刚度、耐高温等特点，能够满足飞机零件对于性能要求的同时，减轻飞机自身的重量，提高燃油经济性和航空器的使用寿命。
在汽车领域，RTM工艺技术可以用于制作车身、底盘等零部件，使得汽车更轻、更稳定、更节能。
在船舶领域，RTM工艺技术可以制作船体、罩壳等结构件，提高船舶的承载能力和耐候性。
在风力发电领域，RTM工艺技术可以制作复合材料叶片，提高风力发电机组的效率。
总之，RTM工艺技术是一种先进的复合材料成型技术，通过树脂的注入和固化，可以生产出具有复杂形状、高强度、高刚度的复合材料产品。
国产RTM用碳纤维及环氧树脂基本性能研究
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ２ － ２ ２ 基 金项 目：国家 ８ ６ ３计划 （ ２ ０ １ ２ ＡＡ ０ ３ Ａ ２ ０ ５） 作 者简介 ：孙超明 （ １ ９ ８ １ － ） ，男 ，工程师 ，主要从事树脂基复合材料方面的研究。
差异 。
关键词 ：环氧树脂 ；碳 纤维 ；Ｒ Ｔ Ｍ；工艺性能 ；固化性 能；力学性 能 中图分类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文献标识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３— ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ ０ ３ ５— ０ ５
１ 前
言
图特种 化学 品公 司 ； 碳 纤维 单 向布 ， 江 苏恒 神纤 维 材
料 有 限公 司 ； 东丽 Ｔ ６ ２ ０碳 纤 维 单 向 布 ， 日本 东 丽
公司。
随着 国家对 清 洁 能 源 、 现代交通 、 先进 制造、 航 空航 天 等领域 的重 大 需 求 ， 需 要 重 点 突 破 高 性 能 碳 纤维 制备 与工 程 化关键 技 术 以及突 破基 于 国产 高 性 能碳 纤维 的复合 材 料 制 备 及 应 用关 键 技 术 ， 形 成 国 产高 性 能纤维 及 复 合 材 料 在 能 源 、 交通 、 建筑 、 工 业 及军 工 等领域 的大 规 模 应 用 能 力 ， 满 足 我 国 国 民经 济发 展 和 国防建设 的迫 切需 要 。 由于树 脂传 递 模 塑 （ Ｒ Ｔ Ｍ工艺） 具 有 效率 高 、 投资 低 、 工 作环 境 好 、 能 耗 低、 工 艺适 应性 强 等 一 系 列 优 点 ， 因此 备 受 青 睐 ， 发
２ ０ １ ３年 第 ９期
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
３ ５
国产 Ｒ Ｔ Ｍ 用 碳 纤 维 及 环 氧 树 脂 基 本 性 能 研 究
rtm成型工艺过程
RTM（Resin Transfer Molding）是一种复合材料制造工艺，用于生产轻质、高强度的复合材料零件。
下面是RTM成型工艺的基本步骤：1.模具准备：首先，制备用于RTM的模具。
模具可以是金属或复合材料制成，其内部的空腔形状与最终产品相匹配。
2.纤维预形：将预先裁剪好的纤维材料（通常是玻璃纤维、碳纤维等）按照设计要求摆放在模具的表面上，以形成产品的预定形状。
3.模具封闭：用于RTM的模具通常由两部分组成：上模和下模。
将两部分模具合拢，确保纤维材料被完全封闭在模具内部。
4.树脂注入：在封闭的模具中，通过一种或多种方式将树脂注入模具中。
通常使用真空、压力或组合两者的方法，以确保树脂能够渗透纤维材料并填充整个模具内部。
5.充填与浸透：注入树脂后，树脂会逐渐浸透纤维材料，填充空隙，同时将纤维湿透。
这个过程可以根据材料和设计要求需要一定的时间。
6.固化：一旦树脂浸透纤维并达到所需的浸透程度，树脂开始固化。
固化过程可能需要一定的时间，这取决于使用的树脂类型以及环境条件。
7.冷却与固化：在树脂固化过程完成后，模具可以逐渐冷却。
冷却过程可以在模具中继续，直到产品达到足够的强度。
8.脱模：一旦产品固化并达到足够的强度，模具可以打开，将成型零件从模具中取出。
9.修整与加工：取出的成型零件可能需要进行修整、切割、研磨等加工步骤，以达到最终的几何和外观要求。
RTM工艺具有生产高质量、复杂形状的复合材料零件的能力。
然而，这个过程需要精细的控制和设备，以确保树脂的均匀分布和充分浸透。
不同的纤维和树脂组合，以及工艺参数的变化，都可以影响最终产品的性能和质量。
RTM用环氧树脂体系的固化工艺研究
RTM 用环氧树脂体系的固化工艺研究 汪明 张佐光 胡宏军 李宏运(北京航空航天大学 100083) (北京航空材料研究院)摘要: 本文研究了以多官能团环氧树脂及液体酸酐为基体,以叔胺及有机酸盐为促进剂组成的RTM 用环氧树脂体系,采用DSC 和DMA 等方法研究了树脂体系的固化工艺及固化物的性能。
结果表明:该树脂体系粘度低,适用期长,适用于RTM 工艺;该树脂体系的湿热性能较差,需进一步研究改性。
关键词: RTM 环氧树脂 固化工艺1 前 言树脂传递模塑(R TM )法是近年来飞速发展的一种低成本高效率的复合材料成型技术,与其他传统工艺比较具有许多的优点[1]:增强材料可设计性强,结合纤维编织及预成型可制造复杂形状的制件;制品的尺寸精度及表面光洁度高;模具制造与材料选择机动性强;模型的构件与管件易于实现局部增强;无需繁重劳动强度的手工铺层和真空袋塑过程,也无需运输和储存冷冻的预浸料。
国外复合材料界预计,到21世纪初,R TM 技术将成为先进复合材料制造领域中的主导工艺之一[2]。
R TM 树脂要求具有操作粘度低、使用期长、挥发分含量低的特点。
由于R TM 方法特别适用于多维编织结构复合材料的成型,能充分发挥增强材料的可设计性,因此R TM 树脂的研究应侧重于其工艺性。
高性能航空结构中使用的R TM 树脂多为环氧树脂,在国外已形成品种繁多、性能各异的商品化的产品,如Ciba -G eigy 公司的M Y772/RD91-103、R104和Shell 公司的RSL -189/w ,3M 公司的Scotchphy PR500等[3]。
先进复合材料造价昂贵,目前在军机上的应用受到挑战。
降低先进复合材料的制造成本是一刻不容缓的课题,而R TM 树脂及工艺的研究又是其中的重要内容。
2 实 验2.1 实验器材DSC :PL -PL US M KIII ,Rheometric Scientific公司;DMA :PL -PL US ,Rheometric Scientific 公司;粘度:NDJ -5s 旋转粘度计,上海天平仪器厂。
注射成型工艺讲解
复合材料电缆芯棒拉挤专用设备（RTM-P连续注胶拉挤技术）简介西安天剑科技发展有限公司2012年5月8日1．概述随着全球经济快速增长，对电力需求也在不断地攀升，要求线路的传输容量越来越大，对高性能传输导线的需求越来越迫切。
近些年，中国和美国相关企业着手研发复合材料芯导线，称之为ACCC/TW（Aluminum Conductor Composite Core / Trapezoidal Wire），图-1和图-2为该导线照片与剖视图。
复合材料芯是由碳纤维、玻璃纤维以及环氧树脂固化基体构成，生产工艺为传统的拉挤技术与设备。
ACCC/TW复合材料芯导线与传统导线相比强度高、线损低、弧垂小、耐高温、截流量大、质量轻、耐腐蚀等优点，是实现电力传输的节能、环保与安全的有效途径。
使用这种导线替代老线路可以在不改变线路走廊用地和塔架等条件下扩容50%左右，同时，消除了传统导线由于钢芯带来的线路6%的磁电热效应损耗。
因此，在输电线路中推广应用新型复合材料芯导线具有重大的经济与社会效益。
图-1 美国CTC公司ACCC/TW导线照片图-2 ACCC/TW导剖视图2．传统架空导线复合材料芯棒生产中存在的问题目前，中国和美国的相关企业生产ACCC/TW导线复合材料芯棒，依然是传统的复合材料材FRP（Fiber Reinforced Plastic）生产工艺，主要特点是开放式胶槽。
生产工艺过程为：纱架、集纱、除湿、开放胶槽浸胶、预成形（选项）、模具热固化、后固化、牵引、收卷。
在FRP的连续拉挤成形工艺中，多采用不饱和聚酯树脂，这种树脂的固化特点：具有引发活化能低、引发温度低、收缩率大，这些特点非常适合FRP连续拉挤成形工艺。
而ACCC/TW导线复合材料芯棒采用环氧树脂体系，环氧树脂体系的固化剂一般为酸酐类和胺类，这类固化剂引发活化能较高，需要吸收较多的热能才能达到凝胶固化的程度，因此固化速度较慢；另外，由于树脂分子中环氧基是开环聚合反应，没有挥发性副产物放出，环氧树脂固化基体的收缩率明显小，环氧树脂固化收缩率仅1%-2%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%。
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对提高 质量具 分重要的 产品 有十 意义［ ３ ］ 国外 关于 形成的 式、 程等理论模型研究成果。 有很多 空隙 关系 方 综合起来讲［， ［ 空隙的形成 ４ ］
主要有两大类： 一类是由 树脂体系中 溶解的水分以及其他挥发份物质在加热固 化中 形成的空隙； 另一类是以在工艺过程中夹入的空气为核心形成的空隙。无论是哪一种空隙， 一旦空隙内的压 力等于或超过周围树脂的压力和表面张力的总和， 空隙就能达到稳定并可能进一步增长：
３２ 缝合工艺参数选择 ．
缝合工艺参数主要包括缝合方式、 缝合密度（ 即针距 ｘ 行距）缝针以及缝线类型等。本文缝 、 合材料是采用具有特殊的耐磨性、 好的抗冲击性能和较低的纤维密度的Ｋｖｒ 良 ｅａ纤维作为缝合 ｌ 线， 将二维机织物（ ０， ， ＇ ０３ 五枚缎碳纤维布） １ Ｋ ３ 缝合起来制备预成型体； 缝合方式采用改进的锁式
（） ２ Ｒ Ｍ成型工艺质量分析、 Ｔ 表征 从以下几方面来考察上述 Ｒ Ｍ成型工艺的质量。 Ｔ
图５ Ｉ 成型的碳布缝合板照片〔 ０ ｘ ￣ ） Ｍ Ｒ ４ ａ ２０ ４ ｍ ４
外观： 所成型的制件表面光滑， 厚度均匀、 尺寸精确。 无损检测： 采用超声波探伤进行检测， 均无缺陷。 空隙率及纤维体积含量的测试： 采用金相法进行测试。
３３ Ｍ成型的复合材料力学性能 ． Ｔ Ｒ
采用本文的Ｒ Ｍ成型技术制备的复合材料力学性能见表４ Ｉ 和表５ 平板试样测试方向示意 ，
图见 图 ６ ０
八、 复合材 料制造工艺
６ １ ９
表４ 复合材料的短梁剪切强度Ｔ ｆ
试样编号
０００ １８８ ３ｘ １ １ ６ ９ ２． ４． ４ ７． ０ ６ ７ ７． ２９ ． ４． ３ ００ １ １８ ３ ３ｘ９ ５ ９ ６． １８ ． ００ １ １８ ５ ３ｘ７ ６１４ ． ２９ ． ４． ７ ０１ ８ １ ０２ ３ｘ５
Ｐ 二Ｐ ＋Ｙ ／ ｇ ｅ ｝ ｍ， ， ｝
式中：ｇ Ｐ 空隙内 压力； ｅ 的 Ｐ 树脂的 压力；ｉ 表面张 ｍ 空隙的体积和 Ｙ空隙 ． 力；ｌ 、 表面积的比 若为 值（ 球形， 其值为武／， ６ 成空隙直径） 。
因此， 要减少或阻止空隙的形成， 必须根据空隙形成的类型， 从源头上加以解决： ①选择的基 体树脂体系中不含有溶解的水分和其他挥发份物质； ②成型过程中排除搅拌等操作而夹人的空
八 复合 材 料 制 遗 工 艺
缝法。
３３ Ｔ ． Ｒ Ｍ成型工艺研究探讨
（） １ Ｒ Ｍ成型工艺参数确定 Ｔ ＲＭ成型过程中， Ｔ 空隙含量的多少是该工艺是否可行的最重要参数。 空隙是影响复合材料 制件质量的一个重要因素， 有研究表明， 空隙率在０ ４ ％一 ％的范围内， 每增加 １ ％， ａ其层间剪切强 度便下降７ ％。由于复合材料产品许多性能受空隙含量的影响， 因此性能离散性大， 重复性差。 当空隙率大于１％时， ０ 材料的弯曲强度、 层剪强度均损失过大而失去使用价值。因此， 减小空隙，
０００ １８ ８ ３ｘ １ １ ５２ ３ ５２ ４ ５ ８ ７． ５． ９７ ４４ ４ ６． ２４ 〔Ｘ 政） ７０ ４ ４ ． ８５ ４ ６ ４． ０１ ８ ３ ０１ ３ｘ９ ５１ ４ ５４ ０ ５ ２ ４． ５ ４ ０． ４８ ０ ５． ３３ ５４ ０ ６２ ４ ３． ９３ ３ ５ ９．
根据表２ 的数据， 拟定固化制度如下： （ 升温速度为 １ ｀ ｈ ２ Ｃ ） ０ ／
Ｒ －８ Ｃ， ２ ＇ １ ６ ９ ， ｈ ７ ＇ ３５ Ｔ Ｔ ０＇ １ ０ ｈ ０ １ ５ ． ｈ－Ｒ ｈ －１ Ｃ， －１ Ｃ －１ Ｃ， ｓ
对上述固化产物的耐热性进行了测试， 玻璃化温度为 １１ ８９ ０
０ ０ ２１ １８ ３ｘ５ ５ ７ ８．
文３ ｌ Ｌ Ｓ
编织
６１４ ． ５ ６１ ６ ．６ ／ ｊ ０４ ．８ ０４ ．９ ｌ ｌ ＴＤ Ｅ一８ ５
文４ １ ０
编织
５ ． ８４
６． ２３
６１ ６ ． ６ ． １８ ６ ． １９ ０ ０ ０ ０ Ａ ０６ ８ Ｃ８ ／７
纤维体积
含量（ ） ％
２＃ ３＃
３ 结果与讨论
３１ 树脂体系 ． 选择研究
本文采用活性稀释剂６８ ７ 改性 Ａ ８ 环氧树脂体系作为 ＲＭ成型用基体树脂体系。 Ｃ０ Ｔ （） １ 树脂体系粘度分析
Ａ８６ 树脂体系的 Ｇ０ ７ ／８ 粘度曲 线如下：
活性稀释剂的加人可以降低体系的粘度， 但加人量过多会导致基体树脂性能的大幅度下降，
０８ ．
３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０
６８Ａ ８ 质最比 ７／ Ｇ ０
沮度（ ℃）
圈 １ Ｇ ０ ７（Ｔ 组成一粘度曲线 Ａ ８ ６８Ｒ ｝ ／
图２ Ｇ０ ７（ ０ ０粘度一温度曲线 Ａ ８／ ８１ ／ ） ６ ０３
按 固化制度进行固化
脱模
端面加工
图 ４ Ｔ Ｒ Ｍ成型工艺示盆图
６０ ９
复合材料—
生命 、 环挽 与高扶术
ＲＭ Ｔ 成型工艺 参数如下： 脂温度７ｔ ℃； 树 ０ 模具温 ０ １ ℃； 空度疾一 ． Ｍａ ５ 度７－０ 真 ０ ０ ８ ； ０ Ｐ 压力
０ ５士０ １ ａ ． ． ＭＰ ．
６． ０４
６． １６ ６． １４ ０ ０ ０ ０
５． ８４ ９６ ／ ５． ９ ４． ６ ４．８ ６３ Ｉ ６８ ４
平均值
Ｉ ＃
索隙率
ｔ ） 羌
２莽 ３书
平均值 树脂体系
Ｑ ８１－Ｒ Ｙ９ １ ＇
由此可见， Ｔ 在 Ｒ Ｍ成型过程中， 只要从空隙形成的源头上来采取适当的措施， 就可以减少、 甚 至完全阻止空隙的形成。这对于解决复合材料性能离散性大， 重复性差等问题， 提高复合材料制 件的质量具有重要的意义。
０１ １ １１２一Ｉ ＃
起始温度
４ ０９ 一４ １６ ０ ，５ １ ．５ １７ ８ ３ ． ２ ． － ８５ １
，一
峰温度
４石 １ ４ ６ １ ３． １ ７ ０
终点温度
４３８ ９ ７
２ ０． ２ ２ ７
温度（ ） Ｋ 温度（Ｃ ｀）
放热量（ Ｖ） －ｇ
一６ ．２ １１
气。
根据上述分析， 本文采用（ 真空＋ 加压） 的真空辅助ＲＭ Ｖ ＲＭ 成型方法（ Ｔ （ＡＴ ） 见图３图４， 、 ） 用 前述Ａ８６ ／ Ｍ 体系 Ｇ０ ７ Ｓ ２ 来制备复 ／８ ｌ 合材料制件。
控压阁 调１阁 ［ ；
储气瓶
模具
抽故瓶
真空泵
圈 ３ Ｉ 成型工艺原理示意图 Ｒ Ｍ
缝合密度（ 间距 ｘ 行距）二 ） （
ｒ 沪（Ｐ） ｆ Ｍ． ．
Ｓ
６． ３５
１６ ． ２５ ． ６ ５ ４． ２４ ． ３７ ．
ｃ（ ） ｝畴
３２ ．
６． １５ ３． ３
： ９ （Ｐ ． ０ ． ０Ｍ ）
Ｓ
６． ０９
４． ６ ７６ ．
Ｇ（ ） ｖ％
５４
表 ５ 复合材料的拉、 弯等力学性能 压、
试样编号
本过高、 剪切强度 易 层间 低、 分层、 击损伤能 抗冲 力差等缺点， 时发现采用三维编织和 同 缝纫技术 还可以大大提高复合材料的冲击后压缩强度（Ａ值） Ｃ Ｉ 和厚度方向的力学性能。但由于目 前国内
外对三维编织结构还没有一套完整可靠的、 被设计部门所接受的强度计算和分析方法， 再加上成 本等方面的因素， 其应用范围 受到了限制； 而复合材料缝合是将干态纤维（ 帘子布、 经编织物等） 或预浸料等按照一定的铺层顺序铺叠好， 然后用缝合线在Ｚ 向按照一定的 缝合工艺参数， 缝合成 一个整体预成型体， 最后用 ＲＭ ＲＩ Ｔ 或 Ｆ工艺方法成型， 强度计算和分析方法完全可以应用传统的 层压板理论， 因此有广泛的应用前景。因此， 本文拟对碳１ 环氧结构复合材料的缝合／Ｔ ＲＭ成型工 艺及其成型质量进行研究探讨。
复合材料—
生命、 环境与高扶米
１ （） 旧侧 １０ ６０
２０ ００
１０ ８０ １０ ６０
（侣 国 ）翅 提
】 引们
２０ 翎 ８０ 胡 ４０ ２０
（短 醚 ）侧 锌
飞０ ４０
１０ ２０
１ 仪旧
８０ ０ ６Ｋ （】 《减 】 ２ ０ ０ ０
０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ． ． ． ． 刀
２试验部分 ．
２１ 主要原材料 ．
树脂：Ｇ。 环氧树脂， Ａ８ 上海合成树脂研究所
活性稀释剂： 环氧树脂， ６８ ７ 无锡树脂厂 固化剂：Ｄ Ｄ Ｓ Ｍ，Ｄ 上海三爱思试剂有限公司 Ｄ
２２ 试验主要测试方法 ．
空隙 采用金相法， ５ Ｍ 图 率： 用Ｑ０ ｃ 像分析器 Ｂ３ －８测试。 ０ 按Ｇ３ ５ ２ ６ 纤维体积 采用 含量： 金相法， 采用Ｑ０Ｍ 图 ５ Ｃ 像分析器按Ｇ３ ６ ２ ０ Ｂ６ ３ －８测试二
关健 词
碳１ 环氧
乍
空隙率
１ 前言［ ２ ． ，１ 一
树 Ｒｓ Ｔ ｎｅＭｌｎ一 Ｉ ） 脂传递模塑（ｅｎ ｓｒ ｉ ＲＭ 成型技术是从湿法铺层和注射工艺中 ｉ ｒｆ ｏ ｇ ａ ｄ 演变而来
的一种新的复合材料液体模塑成型工艺。国外专家估计，Ｔ ＲＭ成型技术将成为２ 世纪玻璃钥１ １ 复 合材料行业的主导成型工艺之一。日 本强化塑胶协会将 ＲＭ工艺和拉挤工艺一起， Ｔ 推荐为两大 最有发展前途的工艺。 经编、 三维编织和缝合等纺织技术， 在一定程度上可解决采用预浸料层压法所带来的制造成
八、 复合材 料制 造工艺
６７ ８
碳／ 环氧复合材料缝合／Ｔ ／ Ｍ成型工艺的研究 Ｒ
颜鸿斌 孙红卫 凌 英 李瑞杰 蒋元兴
（ 航天材料及工艺研究所， 北京， ０７） １ ０６ ０ 摘 要 选择不含有溶解的水分和其他挥发份物质的Ａ ８／ ８ ｌ２ Ｇ０ ７／ Ｍ 作为 ＲＭ缝合工 ６ Ｓ Ｔ／