真空辅助RTM工艺中孔隙的形成机理及实时控制研究

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。

收稿日期：!""#$"%$"#作者简介：刘钧（&’(#)），讲师，在读博士，主要从事聚合物复合材料研究。

软模!真空辅助"#$工艺用模具设计与制备刘钧，尹昌平，曾竟成，肖加余（国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙#&""(*）摘要：以一个典型构件缩比件为例，介绍了软模及真空辅助+,-工艺用模具的设计和制备过程。

实践证明，这种工艺可应用于复杂结构复合材料构件成型技术领域。

关键词：软模；真空辅助；+,-；模具设计中图分类号：,.*!(/&文献标识码：0文章编号：&""*)"’’’（!""#）"1)""**)"*&引言+,-（+2345,6753826-9:;45<）工艺具有工作环境好、能耗低、效率高、投资低、工艺适用性强等优点，发展非常迅速，已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等领域［&］，被日本强化塑料协会推荐为两大最有发展前途的工艺之一，是一种综合优势较明显的复合材料低成本制造技术［!=*］。

传统的+,-的工艺技术存在一些不足，如模具密封困难［#］制品纤维含量低，大面积结构复杂的模腔内树脂流动不均衡，气泡缺陷不易排除等［1］。

尤其对一些结构复杂的构件，以上不足之处会表现得更为明显，因此须进行工艺、模具的设计和优化才能制备出符合要求的制品。

!工艺的选择某典型构件缩比件（图&）部分模拟了该构件的复杂结构特点。

外形为逐渐收缩的圆筒形，两端有较宽的内翻边法兰，筒壁上有开口，开口处外表面有下陷，内表面有凸起增强，筒内壁有纵、环向的加强筋。

图&舱段缩比件结构剖切热压釜工艺可制备以此类复杂结构的构件，但不能整体成型，而+,-工艺可以整体成型其构件，但若采用普通的+,-刚性模具会有很大的困难。

rtm工艺和模压法
RTM工艺是指树脂传输模塑工艺（Resin Transfer Molding），是一种用于复合材料制造的成型工艺。

在RTM工艺中，预先铺设好
的纤维增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）被放置在模具中，然后
通过负压将树脂注入到模具中，使得树脂浸透纤维增强材料，最终
形成所需的零件或构件。

RTM工艺通常用于制造复杂形状的零件，
具有成本低、生产周期短、成型精度高等优点。

而模压法是一种常见的塑料成型工艺，也被称为压缩成型。

在
模压法中，塑料颗粒被加热至熔化状态后，被注入到模具中，然后
施加压力使其充分填充模具并冷却固化，最终得到所需的塑料制品。

模压法适用于生产各种尺寸和形状的塑料制品，具有成本低、生产
效率高、制品密度均匀等优点。

从工艺原理来看，RTM工艺注重树脂的浸透和充填，适用于复
合材料的生产；而模压法则是通过加热塑料颗粒使其熔化后填充模具，适用于塑料制品的生产。

从应用领域来看，RTM工艺主要应用
于航空航天、汽车、船舶等领域，而模压法则广泛应用于塑料制品
制造行业。

总的来说，RTM工艺和模压法都是常见的成型工艺，它们各自适用于不同的材料和产品领域，具有各自独特的优点和适用范围。

1999年 玻璃钢/复合材料 1999第5期 Fiber Reinforced Plastics/Composites 5浅谈RTM工艺中对树脂流动性的控制张刚翼 沈玉考(中国无机材料科技实业集团公司 北京 100831)摘要: 本文论述了在RTM工艺中影响树脂流动性的因素,以及对树脂流动性的控制和检测的方法。

关键词: RTM 树脂流动性 影响因素 检测树脂传递模塑(Resin Transfer Molding简称RTM)是从湿法铺层和注射工艺中演衍而来的一种新的复合材料成型工艺。

RTM工艺具有以下明显的特点:(1)产品单面或双面均可涂覆胶衣;(2)能制造出具有良好表面品质的、高精度的复杂构件;(3)产品成型后只需简单修边;(4)模具制造与材料选择的机动性强,设备与模具属于中等投资;(5)产品空隙率低(0~0.2%),纤维含量高;(6)可同时进行多种FRP制品的成型;(7)便于使用计算机辅助设计(C AD)进行模具和产品设计;(8)模塑的构件易于实现局部增强,并可方便制造含嵌件和局部加厚构件:(9)成型过程中散发的挥发性物质很少,有利于人体健康和环境保护。

正因以上优点,RTM工艺在国外发展迅速,1995年以后,以每年20%的速度增长,已广泛应用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等各领域。

目前国内购买使用的RTM设备已达300余台,因此对RTM的各项技术问题进行广泛深入的研究,以便更加充分地发挥RTM的优势,提高生产效率、降低使用成本,就成了一个迫切的问题。

本文将针对RTM工艺中树脂的充模流动问题谈一下自己的观点和体会。

1 对流动性的表述RTM成型工艺流程主要包括:模具准备、胶衣涂布和固化、增强材料铺覆、合模夹紧、树脂注入、树脂固化、脱模、二次加工等。

在RTM工艺过程包含树脂充模流动、热传递和固化反应,其中热传递和固化反应是其他复合材料工艺所共有的,重点是充模流动问题。

在R TM过程中,模具型腔内填充着纤维预成型坯,通常称之为纤维床,其中包含有固体相纤维和流动相空气。

实验10、RTM成型工艺试验一、实验目的1.掌握玻璃布的剪裁、铺设、定型；2.掌握RTM成型用树脂体系的选择原则；3.掌握RTM成型工艺的技术要点、操作程序和技巧。

二、实验内容1.树脂基体的选择，及树脂胶液的配置；2.玻璃纤维的预处理、剪裁、铺设、定型；3.模具的准备；4.RTM成型操作，成型过程中压力的控制，流动前锋的流动状态的记录；5.固化、脱模；6.制品质量评价及问题思考。

三、实验原理RTM法，是指在模具的型腔里预先放置增强材料（包括螺栓、螺帽等嵌件），合模后，从适当位置设置的注入孔在一定温度及压力下将配好的树脂注入模具中，使之与增强材料一起固化，最后开模、脱模而得到成型制品。

RTM成型工艺流程主要包括：模具清理、涂脱模剂→→胶衣涂布→→胶衣固化→→纤维及嵌件等安装→→合模夹紧→→树脂注入→→树脂固化→→开模→→脱模→→（二次加工）→→制品。

本实验装置如下图。

注：1—烧杯；2—玻璃管；3—RTM模具；4—数码相机；5—三口锤形瓶；6—真空表；7—真空泵RTM实验装置简图四、实验仪器及药品表1 实验仪器一览表仪器规格数量产地真空泵真空表RTM模具（单向）三口锥形瓶烧杯架盘天平量筒1000ml500ml型号40410ml11111111河南巩义市英峪予华仪器厂天津第二仪表厂中北大学（自制）天津仪器厂天津仪器厂北京大栅栏天平厂天津仪器厂表2 实验药品一览表药品规格产地不饱和聚酯树脂过氧化甲乙酮环烷酸钴玻璃纤维方格布硅脂丙酮191A引发剂促进剂面密度为335g/m2工业级工业级常州金雅化工厂北京玻璃钢研究设计院五、实验步骤1..树脂的选择及其胶液的配置⑴树脂的选择要求：①室温或工作温度下具有较低的粘度（低于1Pa·s），对增强材料浸润性好。

能顺利地，均匀地通过模腔，浸透纤维，快速充满整个型腔。

②固化放热低（80～140℃），防止损伤玻璃钢模具。

③固化时间短，一般凝胶时间为5～30min，固化时间不超过60min。