rtm工艺国内发展现状和市场应用前景
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RTM工艺国内发展现状 和市场应用前景
1
目录
一、RTM工艺简介 二、 RTM工艺衍化 三、RTM工艺发展的机遇 四、 RTM工艺提高生产效率的一些思路
五、 RTM工艺的优点 六、 RTM工艺应用领域
七、案例 八、总结
2
一、 RTM工艺简介
RTM是在模腔中铺放设计好的增强材料预成型体，在压力或真空或两 者共同的作用下将低粘度的树脂注入模腔，树脂在流动充模的过程中完成 对增强材料预成型体的浸润，并固化成型而得到复合材料构件的工艺方法， 是一种先进复合材料低成本制备技术，广受瞩目。 日本强化塑料协会将 RTM工艺和拉挤工艺一起，推荐为两大最有发展前途的工艺，欧美很多公 司投入巨资用于研究开发RTM工艺，其中仅欧共体投资的“开发RTM工艺 技术和应用”项目就耗资290万欧元，美国设置了专科学校，用于培训 RTM专业人才。
质RTM或硅胶模工艺，在真空吸附的状态下，模具不用承载很大的压力，
上半模可以做得轻，因为这时用传统的RTM模具来制作这些产品时，模具
要有很大的刚性来防止注射时产生的压力，而传统的RTM工艺则因为模具
的耐用性适合做一些中小型而批量大的产品，因对产品表面质量不太高的
而批量特别的大的适合用冷压工艺，（如我在马来亚见一家小厂，用该工
以上的图例是说明RTM模具在制作 在制作加强筋时，由于钢骨加和腻 子固化的成型体，更能增加同模具 帖服性同时，中间采用硅胶过渡层 能有效的减少钢骨架的焊接应力， 以此来减少模具的变形，同时也能 避免钢骨加同玻璃钢模具壳直接接 触，在模具表面产生的钢骨架应力 6 痕
RTM成型工艺过程中，注射设备是必须的，要求设备的固化剂的比例可调，一般从0.5% 到 3.5%之间不等比例的产品，每分钟流量5-10升左右，注射压力从 0.1到8个大气压。可以预设置 注射树脂量，带自循环的通过循环泵的简易通道，能够实现简单的设备维护。一般RTM模具模腔 内是3-6公斤正压 ，因此对于模具的刚度有一定要求，如若模具刚度不够的话，不能够保证产品 的尺寸精确性也很容易出现爆模意外。RTM用的原材料有树脂、增强材料和填料。 树脂体系 RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂，要求粘度适中 。一般RTM的增强材料主要是玻璃纤 维，其含量为45%～55%；常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布及现在广为应用 的闭模毡。 填料对RTM工艺很重要，它不仅能降低成本，改善性能，而且能在树脂固化放热阶 段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%～40%。RTM 全部生产过程各工序的操作人员及工具、设备位置固定，模具由小车运送，依次经过每一道工序， 实现流水作业。模具在流水线上的循环时间，基本上反映了制品的生产周期，小型制品一般只需 十几分钟，大型制品的生产周期可以控制在1小时以内完成。 一般RTM工艺的流道设计都从中 心注入，从周边排出
艺制作产品时，可达十几分钟一个水箱板，一个十几个人的小厂，一天能
生产１６０多片水箱板，）而多多嵌入面模RTM 工艺则把工艺中最费时
的的铺毡工艺和胶衣喷涂工艺放在主模的嵌入面模上进行，而主模承担的
只是灌注和加热固化的部份，因此能极大的提高生产的效率，因些也适合
大批量的产品制作。
4
1、传统RTM
树脂传递模塑成型简称RTM，起始于50、60年代，是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术， 可以生产出两面光的制品。RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用 专用压力设备将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成 型技术的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品 生产（20000件/年）；3、RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；4、增强材料可 以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少；6、 建厂投资相对少，项目容易上马。 RTM技术适用范围很广，目前已广泛用于建筑、交通、电 讯、卫浴、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、天线罩、 机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、小型游艇等。（RTM模具有制作时,,
பைடு நூலகம்
低，能获很好的力学性能，相对于手糊，能节省一半的作业时间，另外还
可以在纤维中加放夹芯材，并且可制作一次成型极厚的制品，如果叶片的
叶根，一次灌注１３０多层的产品大约有３０公分厚度，但是，小型的制
品侧更合适用模传统的RTM工艺和其它的RTM衍化工艺，因为做小型产品
时，耗材的的成本会担高产品的制造成本，而体型中等的产品则适合用轻
除了采用低收缩，耐高温树脂及胶衣外，还应采用下列方法来改进模具的质量 1\毡布结合的方法,能降低树 脂含量 2\ 铺布时,采用45度的角度,得到最佳的力学性能, 3\间歇法 以此来减少产品的收缩 4/ 热处理 在80 度的温度下进行3到4个小时的热处理,使产品得到充分的固化,让玻璃钢模具在结构造型上不同角度收缩变形 的应力得以缓冲释放,能有效减少模具的变形, 当然,采用真空导流工艺来制作模具,也是一个值得探讨的方 法,在大型风电叶片模具制作时,大多采用该种工艺来进行制作,)
RTM汽泡产生的原理
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2、L-RTM
在液体闭模工艺发展过程中，轻质RTM工艺（L-RTM）的开发成功可谓具有里程碑意义，真空 辅助成型L-RTM技术是一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术，它主要原理为首先 在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注 射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从排气系统以保证树脂流动顺畅 并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，通过树 脂的流动，渗透，实现对纤维及织物的浸渍，并在室温下进行固化，形成一定的树脂及纤维比 例的工艺方法。其技术路线上与传统RTM的不同之处，在于有一半模具是半刚性的，模具的厚 度可以做到很薄。L-RTM工艺的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中 等规模的玻璃钢产品生产（3000件/年）；3、L-RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健 康；4、增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料 及能源消耗少。对于尺寸、大面积的复合材料制件，L-RTM是一种十分有效的成型方法，采用 以往的复合材料成型工艺，大型模具的选材困难，而且成本昂贵，制造十分困难，尤其是对于 大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。L-RTM工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙率含 量小、成型过程中产生的VOC挥发气体少、环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合 国际环保要求的复合材料成型工艺)。产品的性能好等优点，并且工艺具有很大的灵活性。被广 泛应用于中小型游艇、风电机舱罩、汽车大包围、工程车覆盖件等等领域。
二、 RTM工艺衍化
RTM工艺在发展的过程中，在传统RTM的衍化了多种型式的RTM工艺，如
轻质RTM、硅胶模RTM、冷压、多嵌入面模RTM、及真空灌注工艺等，在
选择采何种工艺时进行产品制作时，我们可以根据实际的需要来选择合适
的工作，如果制造大型的产品时，如果游艇，大型叶片，高铁车头、及飞
机上的大型部件等我们可以采用真空灌注工艺，因为该工艺的树脂含量很
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目录
一、RTM工艺简介 二、 RTM工艺衍化 三、RTM工艺发展的机遇 四、 RTM工艺提高生产效率的一些思路
五、 RTM工艺的优点 六、 RTM工艺应用领域
七、案例 八、总结
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一、 RTM工艺简介
RTM是在模腔中铺放设计好的增强材料预成型体，在压力或真空或两 者共同的作用下将低粘度的树脂注入模腔，树脂在流动充模的过程中完成 对增强材料预成型体的浸润，并固化成型而得到复合材料构件的工艺方法， 是一种先进复合材料低成本制备技术，广受瞩目。 日本强化塑料协会将 RTM工艺和拉挤工艺一起，推荐为两大最有发展前途的工艺，欧美很多公 司投入巨资用于研究开发RTM工艺，其中仅欧共体投资的“开发RTM工艺 技术和应用”项目就耗资290万欧元，美国设置了专科学校，用于培训 RTM专业人才。
质RTM或硅胶模工艺，在真空吸附的状态下，模具不用承载很大的压力，
上半模可以做得轻，因为这时用传统的RTM模具来制作这些产品时，模具
要有很大的刚性来防止注射时产生的压力，而传统的RTM工艺则因为模具
的耐用性适合做一些中小型而批量大的产品，因对产品表面质量不太高的
而批量特别的大的适合用冷压工艺，（如我在马来亚见一家小厂，用该工
以上的图例是说明RTM模具在制作 在制作加强筋时，由于钢骨加和腻 子固化的成型体，更能增加同模具 帖服性同时，中间采用硅胶过渡层 能有效的减少钢骨架的焊接应力， 以此来减少模具的变形，同时也能 避免钢骨加同玻璃钢模具壳直接接 触，在模具表面产生的钢骨架应力 6 痕
RTM成型工艺过程中，注射设备是必须的，要求设备的固化剂的比例可调，一般从0.5% 到 3.5%之间不等比例的产品，每分钟流量5-10升左右，注射压力从 0.1到8个大气压。可以预设置 注射树脂量，带自循环的通过循环泵的简易通道，能够实现简单的设备维护。一般RTM模具模腔 内是3-6公斤正压 ，因此对于模具的刚度有一定要求，如若模具刚度不够的话，不能够保证产品 的尺寸精确性也很容易出现爆模意外。RTM用的原材料有树脂、增强材料和填料。 树脂体系 RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂，要求粘度适中 。一般RTM的增强材料主要是玻璃纤 维，其含量为45%～55%；常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布及现在广为应用 的闭模毡。 填料对RTM工艺很重要，它不仅能降低成本，改善性能，而且能在树脂固化放热阶 段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%～40%。RTM 全部生产过程各工序的操作人员及工具、设备位置固定，模具由小车运送，依次经过每一道工序， 实现流水作业。模具在流水线上的循环时间，基本上反映了制品的生产周期，小型制品一般只需 十几分钟，大型制品的生产周期可以控制在1小时以内完成。 一般RTM工艺的流道设计都从中 心注入，从周边排出
艺制作产品时，可达十几分钟一个水箱板，一个十几个人的小厂，一天能
生产１６０多片水箱板，）而多多嵌入面模RTM 工艺则把工艺中最费时
的的铺毡工艺和胶衣喷涂工艺放在主模的嵌入面模上进行，而主模承担的
只是灌注和加热固化的部份，因此能极大的提高生产的效率，因些也适合
大批量的产品制作。
4
1、传统RTM
树脂传递模塑成型简称RTM，起始于50、60年代，是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术， 可以生产出两面光的制品。RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用 专用压力设备将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成 型技术的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品 生产（20000件/年）；3、RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；4、增强材料可 以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少；6、 建厂投资相对少，项目容易上马。 RTM技术适用范围很广，目前已广泛用于建筑、交通、电 讯、卫浴、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、天线罩、 机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、小型游艇等。（RTM模具有制作时,,
பைடு நூலகம்
低，能获很好的力学性能，相对于手糊，能节省一半的作业时间，另外还
可以在纤维中加放夹芯材，并且可制作一次成型极厚的制品，如果叶片的
叶根，一次灌注１３０多层的产品大约有３０公分厚度，但是，小型的制
品侧更合适用模传统的RTM工艺和其它的RTM衍化工艺，因为做小型产品
时，耗材的的成本会担高产品的制造成本，而体型中等的产品则适合用轻
除了采用低收缩，耐高温树脂及胶衣外，还应采用下列方法来改进模具的质量 1\毡布结合的方法,能降低树 脂含量 2\ 铺布时,采用45度的角度,得到最佳的力学性能, 3\间歇法 以此来减少产品的收缩 4/ 热处理 在80 度的温度下进行3到4个小时的热处理,使产品得到充分的固化,让玻璃钢模具在结构造型上不同角度收缩变形 的应力得以缓冲释放,能有效减少模具的变形, 当然,采用真空导流工艺来制作模具,也是一个值得探讨的方 法,在大型风电叶片模具制作时,大多采用该种工艺来进行制作,)
RTM汽泡产生的原理
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2、L-RTM
在液体闭模工艺发展过程中，轻质RTM工艺（L-RTM）的开发成功可谓具有里程碑意义，真空 辅助成型L-RTM技术是一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术，它主要原理为首先 在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注 射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从排气系统以保证树脂流动顺畅 并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，通过树 脂的流动，渗透，实现对纤维及织物的浸渍，并在室温下进行固化，形成一定的树脂及纤维比 例的工艺方法。其技术路线上与传统RTM的不同之处，在于有一半模具是半刚性的，模具的厚 度可以做到很薄。L-RTM工艺的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中 等规模的玻璃钢产品生产（3000件/年）；3、L-RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健 康；4、增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料 及能源消耗少。对于尺寸、大面积的复合材料制件，L-RTM是一种十分有效的成型方法，采用 以往的复合材料成型工艺，大型模具的选材困难，而且成本昂贵，制造十分困难，尤其是对于 大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。L-RTM工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙率含 量小、成型过程中产生的VOC挥发气体少、环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合 国际环保要求的复合材料成型工艺)。产品的性能好等优点，并且工艺具有很大的灵活性。被广 泛应用于中小型游艇、风电机舱罩、汽车大包围、工程车覆盖件等等领域。
二、 RTM工艺衍化
RTM工艺在发展的过程中，在传统RTM的衍化了多种型式的RTM工艺，如
轻质RTM、硅胶模RTM、冷压、多嵌入面模RTM、及真空灌注工艺等，在
选择采何种工艺时进行产品制作时，我们可以根据实际的需要来选择合适
的工作，如果制造大型的产品时，如果游艇，大型叶片，高铁车头、及飞
机上的大型部件等我们可以采用真空灌注工艺，因为该工艺的树脂含量很