RTM工艺解析

RTM的应用


汽车工业 丰田Blizzard车的车顶和后侧部，每台采用了 37Kg的RTM成型件。 卡车的导风板，挡泥板，贮物箱门等，均可采 用RTM工艺制作。
RTM的应用




风能：机舱罩 RTM-light工艺 真空辅助 使用具有导流功能 的夹心材料 使用聚氨酯泡沫做 中间层，降低产品 收缩率，保证产品 刚度的同时降低了 产品的重量和成本


基体树脂





室温或工作温度下具有低的粘度（小于1.0Pas） 及一定长的适用期 树脂对增强材料具有良好的浸润性、匹配性、 粘附性 树脂在固化温度下具有良好的反应性且后处理 温度不应过高 固化中和固化后不易发生裂纹 固化时放热少。
增强材料




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，其位置和状态固定不动，不 应因合模和注射树脂而引起变动 对树脂的浸润性好 利于树脂的流动并能经受树脂的冲击

对模 在50~150KPa的 注射压力下不损 坏、不变形
主入口和出口


主入口必须垂直于模具， 注射时务必使树脂垂直注 入型腔中。 如果不垂直注射，则会使 树脂碰到注射口反射到型 腔中，破坏树脂在型腔内 的流动规律，又会造成型 腔内聚集大量气泡，导致 注射失败。

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在制作高质量RTM制品时，会让出口流出一定 量的树脂以后才结束充模。 目的是改善树脂对纤维的浸渍程度及排出微观 气泡。即改善了纤维与树脂的物理结合强度， 又改善了制品的密实程度。 一般浪费树脂量可达模制品重量的1/3~2/3。
RTM
树脂传递模塑料成型工艺
莫 常 新 2011-6-16
目录

RTM基本概念 RTM选材 RTM工艺因素



真空辅助RTM
RTM的应用

基本概念
RTM工艺概念
增强材料（各种织物） 注入树脂
铺层
聚氨酯泡沫
合模
加热
固化
螺栓、螺帽、其他嵌件 后处理
制品
RTM工艺流程
预成型坯料
合模
注入树脂
固化
脱模
RTM的应用

游艇 船体，救生筏
RTM的应用

生活用品 浴缸、座椅、洗衣机外壳、电话亭
思考题
RTM成型厚壁制品时，一般会采用泡沫芯材，将 制品做成夹心结构，为什么？
玻璃布/毡
聚氨酯泡沫
注胶温度

注胶温度取决于树脂体系的活性期和最小粘度 温度。在不至太大缩短树脂凝胶时间的前提下， 为了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温度。 过高的温度会缩短树脂工作周期，过大温度会 使树脂粘度增大，而至压力升高，也降低了树 脂浸润性。较高的温度会使树脂表面张力降低， 使纤维中空气受热上升，利于气泡排出
增强材料

由于在RTM成型过程中，增强材料在模具型腔 中要经过带压树脂流动充模过程，会带动或充 散纤维，造成制品出现“冲浪”或“跑道”现 象。因此，为保证制品质量，RTM工艺适用于 采用长纤维和连续纤维织物作为增强材料
工艺因素
影响RTM工艺的因素
设备因素
模具
注胶压力
工艺因素
注胶速度
注胶温度
模具
VARTM工艺过程
树脂+引发剂
树脂+固化剂
686Pa，3~4h 搅拌 2.1~2.7MPa
脱泡
模具+预成型坯
41.2Pa
137Pa
除气泡和水分
树脂注射
常 压
脱模
固化
RTM的应用
RTM的应用


高性能雷达罩：结构均匀、致密、表面光 滑、尺寸精度及准确度高。 航空工业总公司637研究所：歼-10、米 格-21、歼-8战斗机雷达罩。
更好地排尽气泡，出现了腔内抽真空，再用注射机注 入树脂，或者仅靠型腔真空造成的负压将树脂吸入的 工艺，这2种方法基本原理和RTM工艺使一致的，适用 范围也是类似的。
VARTM（真空辅助RTM）工艺
一般RTM工艺在树脂注入时，模具型腔内可积起几吨压力。
通过使用了真空，模具内形成这种压力的趋势得到了减少， 因而增加了使用更轻模具的可能性，真空的使用也可提高 玻璃纤维的含量，而且有助于树脂对纤维的浸渍。纤维含 量可达65%以上，空隙率小于2%。
注胶压力


压力的高低决定模具的材料要求和结构设计， 高压力需要高强度、高刚度和大的合模力。 降压措施：降低树脂粘度，适当的模具注胶口 和排气口设计；适当的纤维排布设计；降低注 胶速度
注胶速度


注胶速度取决于树脂对纤维的润湿性和树脂的 表面张力及粘度，受树脂活性期、压力设备的 能力、模具刚度、制件尺寸和纤维含量制约。 人们希望获得高的注胶速度，以提高生产效率， 且利于气泡的排除，但速度的提高会伴随压力 的升高
RTM
铺设增强材料
RTM
合模 注射树脂
RTM – 脱模
RTM的优点
无需胶衣涂层即可为 构件提供光滑表面， 能制造出具有良好表 面的高精度复杂制品 制品纤维含量高， 模具制造及选材灵 活性大，设备及模 具投资小，产品只 成型过程中挥发物少， 空隙率低（<0.2%）
产品铺层过程中
可加入嵌件及对 局部进行加强
流动性分析
充模流动
RTM
热传递 复合材料 成型工艺 共有 固化反应
流动性分析
RTM是一种类似于水穿过土壤的渗透过程
树脂在模具内流动， 并逐渐充满整个模具 宏观
树脂润湿纤维，并将材料 中的空气置换取代 微观
纤维
气泡
树脂
真空辅助RTM
VARTM（真空辅助RTM）工艺
为了使注射时改善模具型腔内树脂的流动性、浸渍性，
需做小的修边
车间环境及气味较好
选 材
RTM使用的材料

脱模剂：内脱模剂、外脱模剂、混合型脱模剂
树脂基体：UP、EP、VE等 增强材料：布、毡、预浸料、夹心材料 其他材料：聚氨酯泡沫、填料、色料等



脱模剂
通常情况下，RTM使用内脱模剂。但 树脂基体为环氧树脂时，需用外脱模 剂。 主要脱模剂有蜡、硅及聚乙烯醇 （PVA）