RTM工艺及模具

轻质RTM工艺及模具制作

一．轻质RTM成型工艺原理及技术特点

1．工艺原理

轻质RTM就是真空辅助带压低粘度树脂在闭合模具中流动浸润增强材料并固化成型的一种工艺技术，其成型压力不足1kg/cm2。树脂和固化剂通过注射机计量泵按配比输出带压液体在静态混合器中混合均匀，然后在真空辅助下注入已合理铺放好的纤维增强体的闭合模中，模具用真空对周边进行密封和合模，并保证树脂流动顺畅，然后进行固化。

该工艺需要二级真空，第一级真空（真空度为667毫米汞柱）完成上下模的闭合动作，第二级真空（真空度为376毫米汞柱）在树脂注射过程中辅助树脂的流动和对增强材料的浸润。

2．技术特点

轻质RTM具有很多传统RTM相似的优点，比如生产效率和产品质量可以得以提高；可以得到两面光，大尺寸的产品；减少树脂有害成份对人体和环境的毒害。

由于轻质RTM是低压真空辅助成型工艺，所以与传统RTM相比，模具制作工艺大大简化，既方便又快捷。模具无需如传统RTM那样进行钢结构的加强，下模为三明治夹芯结构，具有较高的刚度以防止树脂在注射过程中模具产生任何变形，同时三明治夹芯结构可以有效保存产品固化时产生的热量，有利于后续产品的快速固化，缩短生产周期。而上模更为简单，可作成轻质、半刚性的结构，这样非常有利于频繁的脱模、合模的操作。

二．模具的制作

1．模具制作环境的要求以及原料的选择

a．环境

环境温度：理想的范围为25±3℃。

相对湿度：不能大于60%。

制作车间：应保持比产品生产区更高的清洁度与日常维护。

b．材料

对于该工艺所需要的材料我们推荐如下：

①主要材料

胶衣：ccp-071（具有优良的耐热能力，HDT为160-173℃）

模具树脂：RM2000（快速固化，快速制造模具，低收缩，降低模具成本）

F-010（环氧改性乙烯基树脂，良好的强度和耐热性，以及低收缩率）

表面毡：300g/m2

无碱短切毡：450g/m2

轻木：用于提高模具的刚性并减轻重量

蜡片：用于控制模腔的厚度，良好的厚度均匀性。

②辅助材料

聚酯封孔剂、易打磨底胶、高光胶衣、玻璃微珠、丁酮、丙酮、固化剂、促进剂、各种目数砂纸若干、注射口

2．裙边的制作

对于轻质RTM模具裙边的制作尤其重要，它是保证该工艺有效、可靠实施的基础。我们在现有的原模的基础上，沿着产品的周围做上宽为250mm的裙边，作出这么宽的裙边目的是为了保证模具在合模是真空能给予拥有足够的合模力，以确保我们注射的成功。

因此对于普通的手糊模具我们很容易就能够将其改造为注射模具。

3．原模的处理

在模具裙边做好以后，就需要对其进行处理。首先校正其尺寸到所需要的程度；其次是对于裙边与产品部分作出适当弧度的倒角。

如果我们的原模属于局部的问题，就先用原子灰局部找平，然后在局部喷易打磨底胶（具体操作见下文）。

如果我们的原模的表面整体情况不是很好，就需要进行全面的处理，方法如下：

⑴原模的封孔

原模表面应保持清洁、干燥、无油污、蜡或其它污物。封孔前先用120目砂纸打磨表面并擦拭干净。在使用之前，先将罐中的封孔剂充分搅拌均匀。然后加入2%的固化剂。先采用刷子来涂覆封孔剂，再用干净的白棉布或纸巾擦去多余的部分，注意布不能太粗。固化两小时以后准备后续工作。

⑵易打磨底胶处理

为了确保得到高质量的RTM模具表面，需要在原模上用易打磨底胶处理，它具有出色的流平性能，可得到低孔隙率的表面，并且可以在湿态下连续喷涂积层得到所需要的厚度。

具体操作如下：先将易打磨底胶搅拌均匀，加入1.5%固化剂，并加入15%的丁酮稀释，喷涂时的压力调整到15psi，喷枪口径为2.0mm，喷涂时枪口离原模表面的距离为30cm左右，喷枪移动的速度要均匀。喷完后4小时用220或240目砂纸干磨去除表层，让溶剂得到更好的挥发。在固化6小时后，用320目砂纸打磨，并检查是否有局部不均匀，表面不平整的地方，然后对该部位处理洁净后进行第二次补喷，固化后用砂纸磨到1500目，再进行抛光，直到达到满意的效果。一般易打磨底胶的用量为10m2/gal，厚度在0.25mm左右。用该材料处理后的原模表面具有各项性能一致的特点，表面的光洁度好，以此得到的模具将是高质量的。如果有需要，可以再喷涂一层高光胶衣来达到更高的表面效果。

4．下模的制作

原模在处理到我们满意的程度以后，就开始下模的制作。铺层设计如下：胶衣（CCP071）＋1层表面毡（F010树脂）＋1层450 g/m2短切毡（F010树脂）＋5层450 g/m2短切毡(RM2000树脂)＋2层450 g/m2短切毡（F010树脂）及3/8英寸轻木＋3层450 g/m2短切毡(RM2000树脂)

模具的制作步骤如下：

⑴.脱模剂的涂覆。常用的有脱模蜡，液体脱模剂和PVA三种。

A．Paste-wiz脱模蜡：清理干净原模表面以后开始涂覆脱模蜡，一般为6遍，每遍间隔2小时，具体操作方式如下：先用棉布蘸取蜡，以打转的方式用力在表面擦拭，紧接着用相同的方式去除多余的蜡以及打蜡时棉布留下的擦痕，完成后间隔2小时用干净的棉布进行抛光。重复相同的操作6次即可。

B．X-802半永久性液体脱膜剂，建议在使用前先用S-19B封孔剂。操作方式：脱膜剂涂覆5遍。用干净的纯棉布蘸取脱模剂但不要滴落，将脱模剂平檫在模具表面，形成一层薄薄的光滑涂层后净置待脱模剂挥发。注意不用过多擦拭操作区域。每一层涂覆结束后，净置15分钟待其干燥固化后，再进行下一层的涂覆，每一层脱模剂涂层独立使用不同的干净棉布。如果出现斑纹，更换棉布，并确保棉布上没有附着过量的脱模剂，最后一层涂覆好后，需要30分钟的固化时间。固化时间越长，脱模效果会越好。

C．如果原模是亚克力的材料，我们不建议用脱模蜡和液体脱模剂，而是选用PVA作为脱模材料，我们用喷涂的方法将其很均匀的喷到原模表面这样也可以得到很好的脱模效果。在喷涂的过程中要注意调整好喷枪的雾化，让PVA能很薄层很均匀的附着到原模表面，应尤其注意容易被忽略的边角部分。一般情况下建议喷两遍，中间间隔时间控制的原则是前一层一