【CN109910327A】一种碳纤维制品的HPRTM成型工艺【专利】

HP-RTM成型工艺——碳纤维汽车部件生产工艺一HP-RTM是英文High Pressure Resin Transfer Molding的简写，全称是高压树脂传递模塑成型工艺，简称HP-RTM成型工艺。

它是指利用高压压力将树脂对冲混合并注入到预先铺设有纤维增强材料和预置嵌件的真空密闭模具内，经树脂流动充模、浸渍、固化和脱模，获得复合材料制品的成型工艺。

上述介绍中关键词介绍：•高压压力：这里的高压是相对于传统RTM（Resin Transfer Molding）工艺而言，HP-RTM把注胶压力提升到80bar。

高压注胶的好处是树脂可以更快的达到每个拐角，因此可以提高产品的纤维含量，提高产品性能，对于造型复杂的零件更加适用；•预先铺设：这里预先铺设的纤维增强材料是指已经经过剪裁预成型的纤维材料；•预置嵌件：嵌件是指在成型前放置于模具里的零件，材质有金属和非金属，这样使得成型后的制品，嵌件被包入本身的结构中，不可拆卸。

是否需要预置嵌件由制品的结构设计决定。

以上流程可以通过一个简单的工艺流程图来体现：前面提到HP-RTM成型工艺是相对于传统RTM工艺而言进行优化后的成型工艺，在不同的优化方向上，也相应开发出了其它的以RTM工艺为基础，进一步提高生产效率和制品性能的工艺，比如现在HRC拥有的HP-CRTM（High Pressure Compression Resin Transfer Molding）成型工艺.HP-CRTM成型工艺是在HP-RTM工艺技术中的树脂注胶前，将模具上移0.5~1mm，增大密封模腔间隙，模具可以有更宽的浇道，降低树脂流动阻力，注胶结束后再将模具在高压下完全闭合，树脂体系随闭合压力流动充模，成型压力相对较低，这样既保证纤维不乱纹，又保证了较高的注射速度。

工艺流程图体现为：HP-RTM成型工艺是现在广泛应用在多行业的复合材料成型工艺之一，它的优点在于可能实现相对于传统RTM工艺的低成本、短周期、大批量、高质量生产（良好的制件表面），在汽车制造、造船、飞机制造、农业机械、铁路运输、风力发电、体育用品等多行业均有应用。

专利名称：RTM成型法
专利类型：发明专利
发明人：林宣也,水野宏,长谷川刚一,太田和雄申请号：CN200680027732.3
申请日：20060727
公开号：CN101232985A
公开日：
20080730
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种树脂传递成型(RTM)方法，通过所述方法可以获得具有提高的纤维体积含量(Vf)和改进的强度及轻巧性的FRP成型体。

RTM方法包括步骤：利用链式固化树脂合成物；将固化开始后10秒内经历链式固化的树脂合成物的头部的最大温度在灌注后及固化前调节到高于树脂合成物的温度50℃或更高的温度；以及以40％或更大的Vf进行树脂合成物的链式固化。

申请人：三菱重工业株式会社
地址：日本东京
国籍：JP
代理机构：中科专利商标代理有限责任公司
代理人：王新华
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碳纤维增强复合材料hp-rtm成型工艺及孔隙控制研究碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种具有优异性能的材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造和体育器材等领域。

其中，HP-RTM（High-Pressure Resin Transfer Molding，高压树脂转移成型）是一种常用的CFRP成型工艺。

本文将对HP-RTM工艺及孔隙控制进行研究。

HP-RTM工艺属于封闭式模具成型方法，其中包括母模、子模和螺旋开关等。

首先，在模具中布置纤维预浸料和加热元件，然后将两个模具合拢，经过压力施加和树脂注射，使树脂充分浸润纤维，并且通过加热元件进行硬化。

最后，将模具分开，取出成型件。

HP-RTM工艺具有以下优点：1.成型速度快。

树脂注射压力高，注射时间短，加热硬化时间也短，可以提高生产效率。

2.成型件的质量稳定。

由于高压注射，树脂能够充分浸润纤维，可以获得性能均匀一致的成型件。

3.可以生产复杂结构的零件。

HP-RTM工艺适用于生产具有复杂几何形状的零件，如整体翼板和车身结构。

HP-RTM工艺也存在一些问题，其中最重要的是控制成型过程中的孔隙问题。

孔隙是指CFRP制品中的小空洞或气泡，会降低成型件的强度和耐久性。

孔隙的形成主要有两个方面的原因，一是树脂注射过程中的气体积聚，二是纤维预浸料中的气体气泡。

为了解决孔隙问题，可以采取以下措施：1.控制树脂注射过程。

增加注射压力和注射速度可以减少气体积聚，同时在注射前进行真空处理也是有效的手段。

2.优化纤维预浸料的制备工艺。

提高纤维预浸料的浸润性和挤出性可以降低气泡的生成。

3.采用树酯成型树脂（Resin Transfer Molding，RTM）前驱体。

RTM前驱体在注射过程中可以释放出溶剂，减少气泡的形成。

4.模具结构的优化设计。

增加模具表面的喷嘴和逃孔，提高树脂的流动性，减少气体积聚的产生。

在实际应用中，HP-RTM成型工艺及孔隙控制研究还需要进一步探索和完善，特别是对孔隙形成机理的深入研究和优化控制方法的开发。

碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种结构轻、强度高的先进材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。

其中，HP-RTM （高压快速反应注射成型）是一种常用的CFRP复合材料成型工艺，它可以实现高质量、高效率的制造，并具有良好的孔隙控制能力。

HP-RTM成型工艺的基本步骤如下：1.模具准备：首先，准备一个具有所需形状和尺寸的模具，通常使用金属材料制作。

模具表面需要经过处理以提高表面平整度和表面润滑性，以便于后续注塑过程。

2.预制准备：根据需要，预先制备好所需的干预产物，即CFRP的纤维布和树脂浸润材料。

纤维布通常采用碳纤维预浸料，其中已经预先浸渍了树脂。

此外，还可以在纤维布上涂覆树脂胶粘剂以实现更好的树脂流动性和浸润性能。

3.注塑过程：将预制准备好的纤维布放置在模具的合适位置，然后将模具封闭。

接下来，通过高压注塑机将树脂推入模具内，使其浸润纤维布。

注塑过程中，高压和高温有利于树脂的流动和浸润性能提高。

4.固化过程：完成树脂注塑后，模具中的复合材料需要经过固化过程。

这一步主要是通过控制温度和时间来使树脂完全固化。

通常，温度较高且持续一定时间可以确保固化反应的充分进行。

在HP-RTM成型过程中，孔隙控制是一个关键的技术难题。

孔隙是指复合材料中的气体或液体空隙，对材料的强度和可靠性有不良影响。

为了控制孔隙的生成，研究人员采取了以下措施：1.注塑条件优化：通过调整注塑过程中的参数，如注塑温度、压力和时间，以提高树脂的浸润性能和流动性，减少气体捕获和孔隙形成。

2.模具设计和表面处理：合理设计模具结构，使得树脂在注塑过程中能够均匀分布并填充纤维布，减少树脂注塑过程中的空隙和气体捕获。

同时，模具表面的润滑处理可以减少树脂在模具表面的附着，并更好地填充纤维布。

3.树脂配方优化：通过调整树脂配方和添加剂，改善树脂的流动性和抗气泡性能，减少孔隙的生成。

常见的方法包括添加表面活性剂和消泡剂。

4.气体抽真空处理：在注塑过程中，通过在模具中抽真空来减少气体的含量，并帮助树脂充分浸润纤维布，减少孔隙的产生。

《碳纤维树脂基复合材料RTM制备及其抗高温性能》一、引言随着科技的发展和工业的进步，碳纤维树脂基复合材料因其卓越的力学性能和轻量化特点，在航空、航天、汽车等众多领域得到了广泛应用。

RTM（树脂传递模塑）技术作为碳纤维复合材料的主要制备工艺之一，其优势在于生产效率高、成本低且能够制造出复杂形状的制品。

本文将详细介绍碳纤维树脂基复合材料的RTM制备工艺，并对其抗高温性能进行深入研究。

二、碳纤维树脂基复合材料的RTM制备1. 材料选择碳纤维树脂基复合材料的制备主要涉及碳纤维、树脂基体以及必要的添加剂。

碳纤维具有高强度、高模量等特点，是复合材料的主要增强材料；树脂基体则起到粘结碳纤维的作用，常见的有环氧树脂、聚酰亚胺等。

2. 工艺流程RTM制备工艺主要包括模具设计、碳纤维预浸料制备、注射工艺及后处理等步骤。

首先，根据产品需求设计模具；然后，将碳纤维与树脂基体混合制备成预浸料；接着，将预浸料放入模具中，通过注射装置将树脂注入模具，使树脂在模具内充分渗透并固化；最后，进行脱模、修整等后处理工序。

3. 工艺参数RTM制备工艺的参数包括注射压力、注射速度、固化温度和时间等。

这些参数对复合材料的性能具有重要影响，需要根据实际情况进行优化。

三、抗高温性能研究1. 抗高温性能指标碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能主要表现在其耐热性、高温强度、高温蠕变等方面。

通过对比不同制备工艺下复合材料的抗高温性能，可以评估RTM制备工艺的优越性。

2. 实验方法为了研究碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能，可以采用热重分析、热机械分析等方法。

通过在不同温度下对复合材料进行加热和加载，观察其性能变化，从而评估其抗高温性能。

3. 结果与讨论通过实验，我们可以得到碳纤维树脂基复合材料在不同温度下的性能数据。

分析这些数据，可以得出RTM制备工艺对复合材料抗高温性能的影响。

同时，还可以对比其他制备工艺下的复合材料性能，进一步评估RTM工艺的优越性。

专利名称：一种RTM成型进料方法专利类型：发明专利
发明人：鲁程,程久益,胡建春
申请号：CN201610759761.4
申请日：20160830
公开号：CN106142596A
公开日：
20161123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种RTM成型进料方法，包括如下步骤：①堵头置于堵胶界面，注射枪经模具T型接头注胶口完成注胶步骤；②堵头向上移置物料界面步骤；③拔掉注射机步骤；④待固化步骤。

本发明的有益果是：堵头与T型接头相配合，既保证不会有气泡进入模具，也保证树脂与纤维布充分浸润，而且，该T型接头还方便清洗。

申请人：咸宁海威复合材料制品有限公司
地址：437100 湖北省咸宁市温泉经济开发区肖桥工业园
国籍：CN
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《碳纤维树脂基复合材料RTM制备及其抗高温性能》一、引言随着现代工业技术的不断发展，碳纤维树脂基复合材料因其卓越的力学性能和良好的抗高温性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。

RTM（树脂传递模塑）技术作为一种先进的复合材料制备工艺，具有生产效率高、成本低、制品性能优良等优点，被广泛应用于碳纤维树脂基复合材料的制备。

本文将重点探讨碳纤维树脂基复合材料的RTM制备工艺及其抗高温性能。

二、碳纤维树脂基复合材料的RTM制备1. 材料选择碳纤维树脂基复合材料的制备需要选择高质量的碳纤维和树脂基体。

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温等优点，是复合材料的主要增强材料；树脂基体则起到粘结和支撑碳纤维的作用，常见的有环氧树脂、聚酰亚胺等。

2. RTM工艺流程RTM工艺主要包括模具设计、材料预处理、注射工艺和后处理等步骤。

首先，根据产品需求设计模具，确保模具的密封性和排气性；然后对碳纤维和树脂进行预处理，如干燥、混合等；接着将预处理后的材料注入模具，通过压力和温度的控制使树脂充分渗透碳纤维，并进行固化；最后进行脱模和后处理，得到成品。

3. 工艺参数控制RTM工艺中，温度、压力、注射速度等工艺参数对制品的性能有着重要影响。

在制备过程中，需要严格控制这些参数，以保证制品的质量和性能。

三、抗高温性能研究碳纤维树脂基复合材料具有良好的抗高温性能，主要得益于碳纤维的高温稳定性和树脂基体的耐热性。

为了进一步研究其抗高温性能，我们进行了以下实验：1. 实验方法采用高温炉对碳纤维树脂基复合材料进行加热，通过测量其在不同温度下的力学性能、热稳定性等指标，评价其抗高温性能。

2. 实验结果及分析实验结果表明，碳纤维树脂基复合材料在高温下仍能保持良好的力学性能和热稳定性。

随着温度的升高，其性能略有降低，但总体上仍能满足大多数应用需求。

这主要得益于碳纤维的高温稳定性和树脂基体的耐热性。

此外，RTM工艺制备的碳纤维树脂基复合材料具有优良的界面性能，能有效提高材料的抗高温性能。

一种碳纤维模压成型工艺流程专利专利名：碳纤维模压成型工艺流程摘要：本发明涉及一种碳纤维模压成型工艺流程，特别是一种用于制备碳纤维复合材料的模压成型工艺流程。

该工艺流程包括预处理、模具设计、纤维布料、树脂浸渍、模压成型和后处理等环节。

1. 预处理：1.1 确定所需制备的碳纤维复合材料的性能要求和应用领域；1.2 设计制备工艺所需的模具；1.3 准备所需的原材料，包括碳纤维布料和树脂。

2. 模具设计：2.1 根据碳纤维复合材料的形状和尺寸要求，设计适合的模具；2.2 确定模具的材料和结构，以保证成型的质量和效率；2.3 设计模具的加热和冷却系统，以控制模具的温度。

3. 纤维布料：3.1 将碳纤维布料按照预定的纤维取向和堆叠方式进行铺放；3.2 保证纤维布料的平整度和层间的粘结性。

4. 树脂浸渍：4.1 制备树脂浸渍剂，包括树脂基体和固化剂；4.2 将树脂浸渍剂均匀涂布在纤维布料上；4.3 通过良好的浸渍工艺控制，使树脂完全浸透纤维布料并均匀分布。

5. 模压成型：5.1 将浸渍好的纤维布料放入预先加热好的模具中；5.2 施加恰当的压力和温度，使树脂在一定时间内固化；5.3 控制模具的温度和压力变化，使成型的碳纤维复合材料具有一致的性能和外观。

6. 后处理：6.1 将成型的碳纤维复合材料从模具中取出，进行表面修整和切割；6.2 进行必要的热处理和固化；6.3 对成品进行质量检测和性能测试。

7. 结论：本工艺流程提供了一种制备碳纤维复合材料的模压成型工艺，能够实现高效、一致和质量稳定的生产。

该工艺适用于不同形状和尺寸的碳纤维复合材料制备，并能够满足不同性能和应用要求。

《碳纤维树脂基RTM制备及耐温性能一体化研究》摘要：本文重点研究了碳纤维树脂基复合材料的RTM（树脂传递模塑）制备工艺及其耐温性能。

通过实验和理论分析，探究了碳纤维与树脂基体的最佳配比、RTM工艺参数对复合材料性能的影响，并评估了所制备的碳纤维复合材料在不同温度环境下的性能表现。

一、引言随着现代科技的发展，碳纤维树脂基复合材料因其优异的力学性能和轻量化特点，在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。

RTM工艺作为一种高效的复合材料制备技术，具有成本低、生产效率高、产品性能好等优点。

因此，研究碳纤维树脂基复合材料的RTM制备工艺及其耐温性能，对于推动复合材料技术的发展具有重要意义。

二、RTM制备工艺研究1. 材料选择与配比本实验选用了高性能的碳纤维作为增强材料，结合适合的树脂基体，通过优化配比，得到最佳的复合材料体系。

通过预实验，确定了碳纤维与树脂基体的合适比例范围。

2. RTM工艺流程RTM工艺主要包括模具设计、预处理、注射成型和后处理等步骤。

本实验详细研究了RTM的工艺流程，包括模具的设计与制作、树脂的注射压力与速度等关键参数的设定。

3. 工艺参数优化通过正交试验和参数分析，对RTM工艺中的关键参数进行了优化，包括模具温度、注射压力、注射速度等，以获得最佳的复合材料制品。

三、耐温性能研究1. 测试方法通过热重分析（TGA）、热膨胀系数（CTE）等测试手段，评估了所制备的碳纤维树脂基复合材料在不同温度环境下的性能表现。

2. 实验结果与分析实验结果显示，所制备的碳纤维树脂基复合材料在高温环境下表现出良好的热稳定性，具有较低的热膨胀系数。

此外，随着碳纤维含量的增加，复合材料的耐温性能得到进一步提升。

四、结论通过本实验研究，我们得出以下结论：1. 通过优化碳纤维与树脂基体的配比以及RTM工艺参数，可以获得性能优异的碳纤维树脂基复合材料。

2. RTM工艺具有成本低、生产效率高、产品性能好等优点，适用于碳纤维树脂基复合材料的制备。