真空辅助树脂传递模塑工艺

真空辅助树‎脂传递模塑‎工艺真空辅助树‎脂传递模塑‎工艺（VARTM‎/SCRIM‎P）适用于质量‎要求高、小批量和尺‎寸较大的制‎品。

它和传统的‎热压罐成型‎工艺相比，具有模具低‎成本，树脂室温固‎化以及几乎‎不受限制的‎制品尺寸等‎突出的特点‎。

在国外VA‎R TM已成‎功地用于舰‎船、军事设施、国防工程、航空和民用‎工业等领域‎。

目前，真空辅助树‎脂传递注塑‎中应用最广‎泛的工艺之‎一，SCRIM‎P TM成型‎工艺，是在19世‎纪80年代‎后期在RT‎M 工艺基础‎上发展起来‎的以低成本‎、适合制作大‎型复合材料‎制品的成型‎工艺。

该加工工艺‎的成品有较‎好的品质，如：孔隙率低、纤维含量高‎，和良好的机‎械性能，并且可以将‎挥发性有毒‎气体的排放‎量控制在最‎小的程度。

SCRIM‎P真空辅助‎树脂传递注‎塑是利用薄‎膜将增强材‎料密封于单‎边模具上，完全借助于‎真空将低黏‎度树脂吸入‎，利用高渗透‎率介质沿增‎强材料的表‎面快速浸渍‎，并同时向增‎强材料厚度‎方向进行浸‎润的加工工‎艺。

用这种方法‎加工的复合‎材料，纤维含量高‎，制品力学性‎能优良，而且产品尺‎寸不受限制‎，尤其适合制‎作大型制品‎。

最近，由于树脂体‎系和纺织增‎强材料成型‎技术的不断‎发展，航空制造者‎们也对VA‎R TM表现‎出了浓厚的‎兴趣，主要表现为‎采用碳纤维‎-环氧树脂、碳纤维-双马来酰亚‎胺树脂的复‎合材料。

几种常用的‎纺织复合材‎料增强体和传统的开‎模成型工艺‎相比，SCRIM‎P成型工艺‎具有许多的‎优点。

SCRIM‎P工艺比手‎工铺放节约‎成本约50‎%，树脂浪费率‎低于5%，特别是加工‎过程的环保‎性，是SCRI‎M P工艺最‎突出的优点‎。

在同样原材‎料的情况下‎，与手糊构件‎相比，复合材料的‎强度、刚度或硬度‎及其它的物‎理特性可提‎高30%-50%以上。

产品质量不‎受操作人员‎影响，产品性能的‎均匀性和重‎复性比开模‎产品好得多‎，缺陷也少得‎多。

第14期2020年5月No.14May ，2020作者简介：林涛（1984—），男，江西新余人，硕士；研究方向：风力发电机组叶片制造工艺。

真空辅助树脂传递模塑成型工艺研究江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information林涛，何明，陶生金（国电联合动力技术（连云港）有限公司，江苏连云港222002）摘要：为研究分析风力发电机叶片真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM ）工艺的影响因素，文章通过采用不同导流网密度、玻纤布型号、玻纤布尺寸、玻纤布铺层厚度研究了其对VARTM 工艺环氧树脂体系导流时间的影响，同时测量对应样品的含胶量，对比分析了VARTM 制品含胶量的影响因素。

关键词：风力发电机叶片；真空辅助树脂传递模塑成型；导流时间；含胶量中图分类号：TB33文献标志码：A 0引言目前应用较广的先进轻质的复合材料，如玻纤/碳纤铺层增强环氧树脂复合材料，因其相对其他材料具有更好的比强度和比模量，较好的抗腐蚀性和疲劳特性，特别是其层铺特性决定了其有非常灵活的材料力学性能设计性。

在风电叶片领域，玻纤/碳纤铺层增强环氧树脂复合材料已经成为叶片设计的主流［1］。

真空辅助树脂传递模塑成型（Vacuum Assisted Resin Transfer Molding ，VARTM ）工艺作为一种典型的低成本热固性树脂流体成型工艺已广泛应用于风力发电机组复合材料叶片的制备［2］。

VARTM 工艺具有其他传统工艺无法比拟的优点：它能够用来制造超大型整体复合材料的单一部件，部件整体质量均一，质量控制好，成型时间短，设备要求低，成本低，VOC排放等污染少［3-5］。

叶片制造的大型化和高成型质量、高生产效率要求非常适合采用VARTM 工艺进行生产［6］。

VARTM 工艺的一般实现方式为：首先，在叶片模具上铺设增强材料（包括纤维增强材料玻璃纤维、碳纤维或混编纤维、BALSA 芯材、PVC 或PET 芯材等），其次，铺设布置导流系统和抽气系统，再次用真空袋膜整体封闭再抽真空，最后将液态树脂体系从主导流管路导入，由真空形成的负压动力将流体树脂引入最终到达抽气系统侧，完成树脂对增强材料的完全浸润并固化成型［7］。

复合材料树脂渗透成型工艺随着行业发展对生产速度提出更高的需求，单依靠传统的手糊成型工艺已经难以满足日益增长的市场需求，因此，加工工艺的自动化是顺应这一潮流的必然趋势。

最常见的自动化成型工艺是树脂传递模塑工艺（-ResinTransferMolding），有时也被称为液体成型工艺（LiquidMolding）。

树脂传递模塑工艺是一种十分简单的成型工艺：其原理是首先在金属或复合材料制成的闭合模具中铺放干增强材料预成型体（preform），然后将树脂和催化剂按照一定比例计量并充分混合，再采用注射设备通过注射口（injectionports）利用压力注入到模具中，使树脂按照预先设计的路径浸润到增强材料上的过程。

树脂传递模塑工艺要求极低粘度的树脂，特别是当预成型体较厚时，较好的树脂的流动性能够确保更及时和更充分的浸润效果。

如有需要，模具和树脂可以进行加热，但是成型工艺的固化无需使用热压釜。

但是，一部分应用于高温的制品通常在脱模后还要进行后固化（postcure）。

大多数的应用程序都采用双组分环氧树脂配方（two-partepoxyformulation）：双马来酰亚胺（Bismaleimideresin）和聚酰亚胺树脂（polyimideresin）。

组分的配方过程不会提前太早，通常在注射前进行。

轻型树脂传递模塑工艺（Light）是近年来发展较快的低成本成型工艺，是树脂传递模塑工的变体工艺。

轻型树脂传递模塑工艺不仅具备工艺的所有特点，还降低了成型工艺对一系列指标的要求，例如，注射压力，真空耦合（coupledwithvacuum），和模具的造价和刚性指标。

树脂传递模塑工艺具有许多显著的优点。

一般来说，在树脂传递模塑工艺过程中所使用的干预成型体和树脂材料的价格都比预浸料便宜，而且还可以在室温下存放。

利用这种工艺可以生产较厚的净成形零件，同时免去许多后续加工程序。

该工艺还能帮助生产尺寸精确，表面工艺精湛的复杂零件。

RTM相关资料1.前言所谓闭模成型工艺就是在阴、阳模闭合的情况下成型复合材料构件的工艺方法。

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,即树脂传递模塑工艺,是一种新型的模压成型方法。

它具有模具造价低、生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。

40年代来，该工艺是为适应飞机雷达罩成型而发展起来的。

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。

1）TM，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%。

2）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。

3）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。

4）VRTM，真空树脂传递模塑。

5）VIP，真空浸渍法。

6）VIMP，可变浸渍塑法。

树脂借助真空或自重移动，压实浸渍。

7）TERTM，热膨胀RTM。

在预制件中插入世材，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。

8）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%。

9）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。

11）RLI，树脂液体浸（渗）渍。

在下模内注入树脂，入入预制件后覆盖上模，加热并用热压釜的成型压力成型。

复合材料的树脂渗透成型工艺树脂渗透工艺：随着行业发展对生产速度提出更高的需求，单依靠传统的手糊成型工艺已经难以满足日益增长的市场需求，因此，加工工艺的自动化是顺应这一潮流的必然趋势。

最常见的自动化成型工艺是树脂传递模塑工艺（-ResinTransferMolding），有时也被称为液体成型工艺（LiquidMolding）。

树脂传递模塑工艺是一种十分简单的成型工艺：其原理是首先在金属或复合材料制成的闭合模具中铺放干增强材料预成型体（preform），然后将树脂和催化剂按照一定比例计量并充分混合，再采用注射设备通过注射口（injectionports）利用压力注入到模具中，使树脂按照预先设计的路径浸润到增强材料上的过程。

树脂传递模塑工艺要求极低粘度的树脂，特别是当预成型体较厚时，较好的树脂的流动性能够确保更及时和更充分的浸润效果。

如有需要，模具和树脂可以进行加热，但是成型工艺的固化无需使用热压釜。

但是，一部分应用于高温的制品通常在脱模后还要进行后固化（postcure）。

大多数的应用程序都采用双组分环氧树脂配方（two-partepoxyformulation）：双马来酰亚胺（Bismaleimideresin）和聚酰亚胺树脂（polyimideresin）。

组分的配方过程不会提前太早，通常在注射前进行。

轻型树脂传递模塑工艺（Light）是近年来发展较快的低成本成型工艺，是树脂传递模塑工的变体工艺。

轻型树脂传递模塑工艺不仅具备工艺的所有特点，还降低了成型工艺对一系列指标的要求，例如，注射压力，真空耦合（coupledwithvacuum），和模具的造价和刚性指标。

树脂传递模塑工艺具有许多显著的优点。

一般来说，在树脂传递模塑工艺过程中所使用的干预成型体和树脂材料的价格都比预浸料便宜，而且还可以在室温下存放。

利用这种工艺可以生产较厚的净成形零件，同时免去许多后续加工程序。

该工艺还能帮助生产尺寸精确，表面工艺精湛的复杂零件。

树脂传递模塑工艺树脂传递模塑工艺是一种高效率的成型工艺，广泛应用于各种行业，包括航空航天、汽车、电子、医疗等。

该工艺主要是通过将树脂材料注入模具中，然后通过加热、加压等方式进行固化，最终得到所需形状和尺寸的制品。

一、树脂传递模塑工艺流程1. 准备模具：根据制品的形状和尺寸要求，准备相应的模具。

2. 准备树脂材料：选择适合制品要求的树脂材料，并进行相应的处理，以保证其流动性和固化性能。

3. 注入树脂：将处理好的树脂材料注入模具中。

4. 固化：通过加热、加压等方式，使树脂材料在模具中固化。

5. 脱模：待树脂材料完全固化后，将制品从模具中脱出。

6. 后处理：对制品进行修整、打磨、喷漆等后处理，以满足制品的质量和外观要求。

二、树脂传递模塑工艺特点1. 效率高：树脂传递模塑工艺可以实现自动化生产，生产效率高。

2. 成本低：由于该工艺使用的模具可以根据制品的形状和尺寸进行定制，因此可以大大降低生产成本。

3. 适用范围广：树脂传递模塑工艺可以用于各种形状和尺寸的制品生产，适用范围广。

4. 环保：该工艺使用的树脂材料可以循环使用，对环境友好。

三、树脂传递模塑工艺的应用1. 航空航天领域：在航空航天领域，树脂传递模塑工艺被广泛应用于制造各种形状和尺寸的轻量化制品，如飞机零部件、卫星零部件等。

2. 汽车领域：在汽车领域，树脂传递模塑工艺被广泛应用于制造各种零部件，如汽车车门、汽车发动机罩等。

3. 电子领域：在电子领域，树脂传递模塑工艺被广泛应用于制造各种电子元器件，如电路板、电池等。

4. 医疗领域：在医疗领域，树脂传递模塑工艺被广泛应用于制造各种医疗器材，如医疗器械外壳、医疗容器等。

树脂传递模塑工艺是一种高效、环保、低成本的成型工艺，具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展，该工艺将会不断创新和完善，为各行各业的发展提供更加优质的技术支持。

应用领域真空辅助RT M成型技术应用及适用树脂体系刁　岩,陈一民,洪晓斌,李　华(国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙　410073) 摘要:简要介绍了真空辅助RT M技术(VART M)对其所需树脂体系的基本要求,该技术在国内外的应用情况,并对适用于该技术的树脂体系进行综述。

关键词:真空辅助RT M成型;环氧树脂;乙烯基酯;酚醛树脂在树脂传递模塑(RT M)工艺发展过程中,真空辅助RT M工艺(VART M)的开发成功可谓具有里程碑意义,它是“因改进产品质量的要求而得到普遍应用的技术”。

这一技术的应用不仅增加了树脂传递动力,排除了模具及树脂中的气泡和水分,更重要的是为树脂在模腔中的流动打开了通道,形成了完整的通路[1]。

真空辅助成型技术(VART M)是一种新型的低成本的复合材料(FRP)大型制件的成型技术,它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,实现对纤维及其织物的浸渍,并在室温下进行固化,形成一定树脂Π纤维比例的工艺方法[2]。

对于大尺寸、大厚度的复合材料制件,VART M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。

VART M工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙含量小、成型过程中产生的挥发气体少、产品的性能好等优点,并且工艺具有很大的灵活性。

在过去的十年里VART M工艺在商业,军事,基础行业以及船舶制造业等方面都有广泛的应用。

VART M成型技术对基体树脂的要求[3]:(1)低粘度,仅借助真空即可在增强剂堆积的高密度预成型体中流动、浸润、渗透;(2)适用期长,有利于浸透、排气,树脂工作寿命满足结构要求;(3)可在室温下固化;(4)固化时无需额外压力,只需真空负压;(5)具有良好的韧性与高于一般树脂的弹性模量,以及抗腐蚀性(耐酸、碱和海水)和可加工性;(6)具有较高的玻璃化转变温度,以满足耐热要求,经后处理后可以在较高的温度下使用;(7)具有优良的阻燃性能。

树脂传递模塑工艺（树脂压铸成型）属于复合材料的液体成型工艺
(Liquid composite molding)。

它是在20世纪70年代发展起来的复合材料成型新工艺，也有资料认为它是由20世纪30年代的浇铸冷模工艺演变而来的，在西欧RTM工艺也称"树脂注射"工艺。

RTM 工艺的基本原理示意如图-1(a)所示，在一定的温度、压力下，低黏度的液体树脂被注人铺有预成型坯（增强材料）的模具中，注人树脂，固化成型，然后脱模。

工艺过程图解如图- 1 (10所示，包括预成型坯的加工与树脂的注入和固化两步。

由于这两步可分开进行，所以说RTM工艺具有髙度的灵活性和组合性，便于实现"材料设计"，同时使操作工艺简单。

图-1RTM成型工艺
RTM工艺的注射操作一般要求在1/4 ~ 1/2树脂凝胶时间内完成，传递时间为2~15min，传递压力为0.3~0.7MPa。

为脱除模腔内的气泡,促进树脂的流动和改善浸渍性,还发展了一种在注入树脂的同时抽真空的新工艺——真空辅助RTM工艺。

万方数据第３期齐燕燕等：新型树脂传递模塑技术分对人体和环境的毒害；（５）ＲＴＭ一般采用低压注射技术（注射压力＜４ｋｇ／ｃｍ２），有利于制备大尺寸、外形复杂、两面光洁的整体结构，及不需后处理制品；（６）加工中仅需用树脂进行冷却；（７）模具可根据生产规模的要求选择不同的材料，以降低成本。

２ＲＴＭ工艺的发展目前，ＲＴＭ技术国内外普遍存在的难点和问题表现在以下三个方面［６’７］：（１）树脂对纤维的浸渍不够理想，导致成型时间加长，制品空隙率较高；（２）制品的纤维含量较低（一般约５０％）；（３）大面积、结构复杂的模具型腔内，树脂流动不均衡，而这个动态过程无法观察，更不能进行预测和控制。

产生上述难点和问题的主要原因有：物料里残存、截留着气泡，树脂的浸渍性差等。

近年来，为解决这些问题，ＲＴＭ工艺广泛吸取其他成型工艺的特点，发展成为ＲＴＭ系列，常用的有真空辅助ＲＴＭ（ＶａｃｕｕｍＡｓｓｉｓｔｅｄＲＴＭ）、Ｓｅｅ—ｍａｎｎ复合材料树脂浸渍模塑成型工艺ＳＣＲＩＭＰ（ＳｅｅｍａｎｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＲｅｓｉｎＩｎｆｕｓｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）、树脂膜渗透成型工艺ＲＦＩ（Ｒｅｓｉｎｆｉｌｍｉｎ－ｆｕｓｉｏｎ）。

２．１真空辅助ＲＴＩＶｌ工艺（ＶＡＲＴＭ）ＶＡＲＴＭ是在注射树脂的同时，在排出口接真空泵抽真空。

与ＲＴＭ相比，ＶＡＲＴＭ的优点有：（１）模腔内抽真空使压力减小，增加了使用更轻型模具的可能性，从而使模具的使用寿命更长、可设计性更好；（２）真空袋材料取代了在ＲＴＭ中的需相配对的金属模具［８３；（３）真空也可提高玻璃纤维与树脂的比率，使玻璃纤维的含量更高，增加制品的强度；（４）无论增强材料是编织的还是非编织的，无论树脂类型及粘度如何，ＶＡＲＴＭ都能大大改善模塑过程中纤维的浸润性，使树脂和纤维的结合界面更完美，提高制品的质量；（５）用Ⅵ气Ｒ１Ｍ工艺可使直径３８．１１ｍｍ的致密预成型坯的纤维体积含量为１６％～６８％，累计孔隙率为１．７％，而普通的预浸料的孔隙率为５％～７％［９］。

树脂传递模塑成型工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊树脂传递模塑成型工艺，这可真是个有意思的玩意儿呢！你看啊，树脂传递模塑成型工艺就像是一个神奇的魔法，能把液态的树脂变成各种形状坚固的物件。

就好像你给面团塑形一样，只不过这个“面团”是树脂啦！想象一下，把树脂倒进模具里，然后看着它慢慢填满每一个角落，是不是感觉很奇妙？这可不是随随便便就能做到的哦！这需要精确的控制和高超的技巧。

在这个过程中，模具就像是一个宝贝盒子，它决定了最终成品的形状和尺寸。

要是模具做得不好，那可就糟糕啦，出来的东西可能就奇形怪状咯！所以说模具的制作可得精心再精心呀。

树脂呢，就像是个调皮的小精灵，你得好好“伺候”着它。

温度啦、压力啦，都得把握得恰到好处，不然它可就不听话啦，不是凝固得不好，就是出现气泡之类的问题。

这就好像你养宠物，得了解它的脾气习性，才能把它照顾好呀！然后啊，等树脂在模具里乖乖地凝固了，你就能得到一个崭新的物件啦！那感觉，就像是你亲手创造了一个小世界一样，特别有成就感。

树脂传递模塑成型工艺的好处可不少呢！它能做出很复杂的形状，那些传统工艺很难做到的，它都能轻松搞定。

而且啊，成品的质量还特别好，坚固又耐用。

咱再说说它在实际生活中的应用吧，汽车零件、飞机部件，好多地方都有它的身影呢！你想想，那些精致的零件，可都是通过这个工艺制造出来的呀，多厉害！咱普通人虽然不会直接去用这个工艺做东西，但了解了解也挺有意思的呀，说不定哪天就能派上用场呢！比如说你突然想自己动手做个小玩意，这时候知道树脂传递模塑成型工艺不就派上用场啦？总之呢，树脂传递模塑成型工艺真的是个很了不起的工艺，它让我们的生活变得更加丰富多彩。

它就像一个默默奉献的幕后英雄，为我们制造出各种好用又好看的东西。

咱可得好好感谢这个工艺呀，不是吗？。