第7章 树脂传递模塑成型工艺及设备

成 型 工 艺
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 增强材料的种类：
7.1.2 RTM
① 片状增强材料; ② 预成型坯；
成 型 工 艺
③ 特殊纤维增强材料制品。
碳纤维、芳纶、聚酯、维尼纶等 玻璃纤维以外的增强材料(有时 与玻璃纤维并用)制成与以上所 述相同形态的增强材料。
7.1.2 RTM
张力及粘度；受树脂的活性期、压注设备的能力、 模具刚度、制件的尺寸和纤维含量的制约。
充模的快慢对于 RTM 的质量影响也是不可忽略的
成 重要因素。由于树脂对纤维的完全浸渍需要一定的 型 工 时间和压力，较慢的充模压力和一定的充模反压有 艺 助于改善RTM的微观流动状况。但是，充模时间增
7.1.2 RTM
成 含热激化催化剂聚酯薄膜技术。 型 工 利用含热激化催化剂的聚酯薄膜取代液态聚酯，将 艺 上述薄膜覆盖普通预成型玻纤型坯，将型坯投入已
加热的型腔内，闭模，薄膜熔化浸渍型坯，固化时 间5min，此技术处于研究阶段。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 4. RTM工艺的的延伸
7.1.2 RTM
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
到目前为止，TERTM技术产品包括用碳纤维、玻
7.1.2 RTM
璃纤维、芳纶纤维、环氧树脂及其混合物所复合而
成的轻舟浆。 另一种是向碳纤维带包容的聚氨酯泡沫编织的单
成 向碳纤维管中注入环氧树脂所制得的增强结构杆件。 型 工 随着TERTM技术的发展，该技术目前已用于制造 艺 小型飞机机门。
7.1.2 RTM
成 型 工 艺
间接加热法
目前采用的热能由介质（如热气、 热水、油、蒸汽）携带，经模具
背衬、型壳、型面传导到树脂里， 使树脂固化。由于管路离型面较 远，传导热较困难，因此加热速 度慢，加热循环较长。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 树脂固化加热
物料充模后，将整个模具置于 炉(釜)内整模加热法。固化炉 ( 或高压釜 ) 内加热。热 能经过模具传导到型腔内的树 脂，致使树脂固化。但是，热 效率低，固化周期长。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 （3）注胶温度
过高的温度会缩短树脂的工 较高的温度会使树脂
7.1.2 RTM
作期，过低的温度会使树脂粘 度增大，而使压力升高，也阻 碍了树脂正常渗入纤维的能力。
表而张力降低，使纤维 床中的空气受热上升，
因而有利于气泡的排出。
成 型 工 艺
取决于树脂体系的活性期和最小粘度的温度。
（1）真空辅助RTM（VARTM）
（Vacuum Assistant Resin Transfer Molding ）
成 （2）热膨胀树脂传递模塑（TERTM） 型 （Thermol Expansion Resin Transfer 工 艺 Molding）
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 （1）真空辅助RTM（VARTM）工艺
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
优点：
一般RTM工艺在树脂注入时，模具型腔内可积几 吨压力。通过使用真空，模具内形成这种压力的趋 势可得到减少，因而增加了使用更轻的模具的可能 性。
7.1.2 RTM
成 真空的使用也可提高玻璃纤维对树脂的比率，使 型 工 充入模具型腔内物料的纤维含量更高。 艺 真空还有助于树脂对纤维的浸渍。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 5. 增强材料
（1）RTM成型对增强材料的要求
增强材料的分布应符合制品结构设计的要求， 要注意方向性； 增强材料铺好后，其位置和状态应固定不动， 不应因合模和注射而引起变动； 对树脂的浸润性好； 利于树脂的流动并能经受树脂的冲击。
7.1.2 RTM
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 工艺过程
① 各组分在各自容器里加热，在一定真空度下搅拌3-4h 脱气泡；
② 将模具型腔内抽真空，抽尽树脂里的气泡和纤维型坯
7.1.2 RTM
里的水分，型腔内在浸渍期间保持一定的真空度；
③ 注射前真空处理系统将型腔内的真空度降到137Pa(不 成 大于脱气泡的真空度)，并一直保持到注满型腔，以2.1-
在不至太大缩短树脂凝胶时间的前提
下，为使树脂在最小的压力下使纤维
获得充足的浸润，注胶温度应尽量接 近最小树脂粘度的温度。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 3. RTM工艺树脂加热方法
7.1.2 RTM
RTM工艺过程对树脂的加热分为两步：
成 型 工 艺
注胶时加热
固化时加热
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
ASTON MARTIN跑车的车身侧围板
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
其驾驶室的材质为CFRP（碳纤维增强树脂复合材料） 仅重145kg
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
Lamborghini Murcielago
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
Outline
7.1 树脂传递模塑（RTM）成型工艺及设备与模具 一、概述
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
ZZ
本章要求：
1. 理解和掌握RTM、RIM工艺原理；
2. 掌握RTM、RIM工艺中需注意的问题
3. 了解RTM、RIM设备 4. 了解RTM、RIM产品质量分析
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
7.1.2 RTM

为了使注射时改善模具型腔内树脂的流动性、浸
渍性，更好地排尽气泡；

腔内抽真空，再用注射机注入树脂，或仅靠型腔
成 真空造成的内外压力差注入树脂的工艺； 型 工 基本原理和RTM工艺是一致的，适用范围也是类 艺 似的。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
7.1.2 RTM
成 型 工 艺
成 型 工 艺 及 设 备 与 模 具
一、概述
二、RTM成型工艺
三、流动性分析
四、RTM设备
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 1. RTM成型工艺
7.1.2 RTM
模具清理、脱模处理 树脂注入 树脂固化
胶衣涂布 合模夹紧 启模
胶衣固化
成 型 工 艺
纤维及嵌件等 安放
脱模
二次加工
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
7.1.1 RTM
是从湿法铺层和注塑工艺中演变而来的一种新的复合材
料成型工艺。是介于手糊法、喷射法和模压成型之间的
一种对模成型法。
概 述
在一个耐压的密闭模腔内先填满增强材料， 再用压力将液态树脂注入模腔使其浸透玻 璃纤维，然后固化成型。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
RTM法是指在模具的型腔里预先放置增强材料(包括螺 栓、螺帽、聚氨酯泡沫塑料等嵌件)，合模夹紧后，从设置 于适当位置的注入孔，在一定温度及压力下将配好的树脂 注入模具中，使之与增强材料一起固化，最后启模、脱模 而得到成型制品。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 （1）注胶压力
7.1.2 RTM
压力是影响RTM工艺过程的主要参数之一。 压力的高低决定模具的材料要求和结构设计。
成 型 工 艺
高的压力需要高强度、高刚度的 模具和大的合模力。如果高的注 胶压力与低的模具刚度结合，制 造出的制件就差。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
型 工 2.7MPa的压力将树脂注入型腔； 艺 ④ 型腔充满后真空度消失，在10l kPa下型腔内的制品
固化。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
（2）热膨胀树脂传递模塑
7.1.2 RTM 使用聚氨酯、PVC、聚氨酯泡沫塑料等作预成型坯
的芯材。
成 型 注射过程中树脂同时渗入芯材和预成型坯中。芯 工 材在加热条件下发生膨胀，进而与纤维增强材料粘 艺 合，既减轻了重量又提高了强度。
成 例很高，所以要充分考虑注入树脂的固化时间和固 型 化特性。 工 艺
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 影响RTM工艺的因素
RTM 成功的关键是正确地分析、确定和控制
7.1.2 RTM
工艺参数。
主要工艺参数有注胶 压力、温度、速度等。 这些参数是相互关联、 相互影响的。
成 型 工 艺
问题：RTM成型工艺中主要工艺参数有哪些？
二、RTM成型工艺
三、流动性分析 四、RTM设备 7.2 反应注射模塑（RIM）成型工艺及设备 一、概述 二、原材料 三、设备 四、RIM加工技术
五、RIM制品的缺陷及避免方法
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
7.1 RTM
成 型 工 艺 及 设 备 与 模 具
7.1 树脂传递模塑（RTM）成型
工艺及设备与模具
7.1.2 RTM
成 型 工 艺
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
7.1.2 RTM
成 型 工 艺
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备 2. RTM成型工艺中需注意的问题
在胶衣涂布和固化的工序中，胶衣厚度一般取
7.1.2 RTM
400-500μm； 在纤维及嵌件等铺放过程中，一般使用预成型坯
加降低了RTM的效率。这一对矛盾也是目前的研究 热点。
第七章 树脂传递模塑成型工艺及设备
纤维与树脂的结合除了需要用偶联剂预处理以加强
树脂与纤维的化学结合力外，还需要有良好的树脂 与纤维结合紧密性。
希望获得高的注胶速度，以提高生产效率。
7.1.2 RTM
成 从气泡排出的角度，也希望提高树脂的流动速度， 型 但不希望速度的提高会伴随压力的升高。 工 艺
树脂注胶加热
通过泵送机构连续地往 复循环已加热的物料。
7.1.2 RTM
成 型 工 艺
在材料容器、全部的泵送机构和模具内安 放加热元件，实现树脂在容器内预热，并且 在以后的全部工艺过程中保持这一温度