
RTM(Resin Transfer Molding,即树脂转移模塑)工艺是将具有反应活性的低粘度树脂,在压力注入或/和真空辅助条件下注入闭合模具中浸润干态纤维材料并同时排除气体,浸润完成后,树脂通过加热发生交联反应完成固化,得到复合材料零件。很多从事复合材料这一领域的人知晓这些工艺原理及操作方法,但也是对RTM工艺及真空导流、真空灌注、真空辅助等名词产生混淆,今天我们就用一篇文章的篇幅说清楚。看完以后,相信大家都能对自己所用何种工艺会有更加专业、清晰的判断。一、RTM工艺(Resin Transfer Molding,树脂转移模塑)特点就是闭合模具,采用阴阳模对合方法。在闭合模腔中实现液态树脂对于干态纤维的浸润、渗入和包覆的过程。由RTM发展,根据注射树脂的压力大小与流速不同,还有LRTM(Light Resin Transfer Molding,轻型树脂传递模塑工艺)和HP-RTM(High Pressure Resin Transfer Molding,高压树脂传递)。HP-RTM是伴随着民用装备轻量化的高需求应运而生的,采用较高的注射压力与流速,可以极大提高生产效率,降低生产成本,并且高压力下,预制件的浸渍质量也相应提高。弊端就是为应对高注射压力,模具的结构强度和刚度要相应提高,确保在高注射压力下,模具不变形,通常这类模具会采用带钢管支撑的加芯复合材料,或是数控机床加工的铝模或钢模,这就极大增加了制造成本和开模时间。
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(HP-RTM)LRTM是顺应产业需求发展的低成本制造工艺,在船舰、医疗和某些开发领域,在保证达到使用效果的前提下,不需要那么高的注射压力与速度,而且成本可控,因此近些年也得到极大的发展。
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(LRTM)工艺名称模具类型根据注射压力与速度不同根据柔性模膨胀方式的不同RTM阴阳模HP-RTM气囊辅助RTM(RARTM)L-RTM热膨胀软模辅助RTM(TERTM)二、真空辅助成型工艺真空辅助成型工艺是一类发展于RTM又明显区别于RTM的新型、低成本制作复合材料制件的成型技术,最明显的区别是使用单面模,在单面模上用柔性真空袋膜包覆、密封纤维增强材料,利用真空负压排除模腔中的气体,并通过真空负压驱动树脂流动从而实现树脂对纤维及其织物浸渍的效果。VARTM(真空辅助RTM成型工艺),有些生产中又称为VARI或VIP,是一种使用敞开式模具,在树脂注入的同时设置了排气口抽真空,利用真空辅助树脂流动,获得更好的浸润性和排气泡能力,在具体实施时,可在模具腔内抽真空后再注射树脂,也可抽真空后仅依靠腔内负压注入树脂。
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VARTM(真空辅助RTM成型工艺)SCRIMP(树脂渗透成型工艺),有的又称为VIMP工艺,是在VARTM技术基础上的延伸与发展,目的是解决真空浸渍工艺的驱动压力梯度和预成形体的渗透率低的问题,该工艺也是采用单边硬模,在模具型面上铺放增强材料和各种辅助材料,用真空袋将型腔边缘密封严密,再对型腔内抽真空,由计算机控制树脂注入方向,先从长度方向上充分流动渗透,再向厚度方向上流动渗透,缩短树脂流动路径,实现对纤维的浸润,减少缺陷的发生。
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SCRIMP(树脂渗透成型工艺)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。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。共注射树脂体系应该能够在共同的工艺温度下进行注射(共注射)和在相同的固化条件下进行固化(共固化)。以上是常用的几种RTM与真空辅助成型技术,而且新的工艺改进也层出不穷,对于绝大多数人来说,大可不必纠结于这种工艺用专业的术语究竟应该叫做什么,万变不离其宗,上述不同名称的工艺之间其实都是相通,只是一层窗户纸,捅破了就发现,原来各种工艺,它们底层的逻辑都一样。之所以想把这些工艺罗列一下,就是想避免被人刨根问底追问出现的尴尬。另外,尽管底层逻辑相同,但这些工艺进步的取得是经过广大技术人员长年累月探索和积累得来的。想真正得心应手的运用这些工艺,建议还是要将理论与实操相结合,亲自上手参与一下。 8月9-11日,我们在美丽的海滨城市--青岛组织了一次【高性能纤维及其复合材料 RTM 成型工艺培训班】,既有多年从事复合材料研究与教育的资深理论讲师,也有积累了丰富实践经验的实操老师,涉及各种应用案例,供学员亲手操作。后期我们也会拉您进我们【碳纤维研习社】的超大社群,无论是找人、找设备、找技术,还是买原料、卖产品,我们会为您提供源源不断的对接等增值服务,相信总有一款适合您。
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