一、 RTM工藝簡介
RTM是在模腔中鋪放設(shè)計好的增強(qiáng)材料預(yù)成型體，在壓力或真空或兩者共同的作用下將低粘度的樹脂注入模腔，樹脂在流動充模的過程中完成對增強(qiáng)材料預(yù)成型體的浸潤，并固化成型而得到復(fù)合材料構(gòu)件的工藝方法，是一種先進(jìn)復(fù)合材料低成本制備技術(shù)，廣受矚目。日本強(qiáng)化塑料協(xié)會將RTM工藝和拉擠工藝一起，推薦為兩大最有發(fā)展前途的工藝，歐美很多公司投入巨資用于研究開發(fā)RTM工藝，其中僅歐共體投資的“開發(fā)RTM工藝技術(shù)和應(yīng)用”項目就耗資290萬歐元，美國設(shè)置了?？茖W(xué)校，用于培訓(xùn)RTM專業(yè)人才。
二、 RTM工藝衍化
RTM工藝在發(fā)展的過程中，從傳統(tǒng)RTM的衍化出多種型式的RTM工藝，如輕質(zhì)RTM、硅膠模RTM、冷壓、多嵌入面模RTM、及真空灌注工藝等。
我們可以根據(jù)實際的需要來選擇合適的工藝，如果制造大型的產(chǎn)品時，如游艇，大型葉片，高鐵車頭、及飛機(jī)上的大型部件等我們可以采用真空灌注工藝，因為該工藝的樹脂含量很低，能獲很好的力學(xué)性能，相對于手糊，能節(jié)省一半的作業(yè)時間，另外還可以在纖維中加放夾芯材，并且可制作一次成型極厚的制品，如葉片的葉根，一次灌注130多層的產(chǎn)品大約有30公分厚度。
小型的制品則更合適用傳統(tǒng)的RTM工藝和其它的RTM衍化工藝，因為做小型產(chǎn)品時，耗材的的成本會提高產(chǎn)品的制造成本；而體型中等的產(chǎn)品則適合用輕質(zhì)RTM或硅膠模工藝，在真空吸附的狀態(tài)下，模具不用承載很大的壓力，上半?？梢宰龅煤茌p，因為這時用傳統(tǒng)的RTM模具來制作這些產(chǎn)品時，模具要有很大的剛性來防止注射時產(chǎn)生的壓力，而傳統(tǒng)的RTM工藝則因為模具的耐用性適合做一些中小型而批量大的產(chǎn)品，對產(chǎn)品表面質(zhì)量不太高的而批量特別的大的適合用冷壓工藝，（如我在馬來亞見一家小廠，用該工藝制作產(chǎn)品時，可達(dá)十幾分鐘一個水箱板，一個十幾個人的小廠，一天能生產(chǎn)160多片水箱板，）而多多嵌入面模RTM 工藝則把工藝中最費時的的鋪氈工藝和膠衣噴涂工藝放在主模的嵌入面模上進(jìn)行，主模承擔(dān)的只是灌注和加熱固化的部份，因此能極大的提高生產(chǎn)的效率，因些也適合大批量的產(chǎn)品制作。
1、傳統(tǒng)RTM
1、傳統(tǒng)RTM
樹脂傳遞模塑成型簡稱RTM，起始于50、60年代，是手糊成型工藝改進(jìn)的一種閉模成型技術(shù)，可以生產(chǎn)出兩面光的制品。
RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)，用專用壓力設(shè)備將樹脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。
RTM成型技術(shù)的特點：
1、可以制造兩面光的制品；
2、成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年）；
3、RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；
4、增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；
5、原材料及能源消耗少；
6、建廠投資相對少，項目容易上馬。
RTM技術(shù)適用范圍很廣，目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)浴、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。已開發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂車構(gòu)件、天線罩、機(jī)器罩、浴盆、沐浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、小型游艇等。
（RTM模具有制作時,,除了采用低收縮，耐高溫樹脂及膠衣外，還應(yīng)采用下列方法來改進(jìn)模具的質(zhì)量1\氈布結(jié)合的方法,能降低樹脂含量2\ 鋪布時,采用45度的角度,得到最佳的力學(xué)性能, 3\間歇法以此來減少產(chǎn)品的收縮4/ 熱處理在80度的溫度下進(jìn)行3到4個小時的熱處理,使產(chǎn)品得到充分的固化，讓玻璃鋼模具在結(jié)構(gòu)造型上不同角度收縮變形的應(yīng)力得以緩沖釋放,能有效減少模具的變形，當(dāng)然，采用真空導(dǎo)流工藝來制作模具，也是一個值得探討的方法，在大型風(fēng)電葉片模具制作時，大多采用該種工藝來進(jìn)行制作,)
以上的圖例是說明RTM模具在制作加強(qiáng)筋時，由于鋼骨加和膩子固化的成型體，更能增加同模具帖服性同時，中間采用硅膠過渡層能有效的減少鋼骨架的焊接應(yīng)力，以此來減少模具的變形，同時也能避免鋼骨加同玻璃鋼模具殼直接接觸，在模具表面產(chǎn)生的鋼骨架應(yīng)力痕
RTM成型工藝過程中，注射設(shè)備是必須的，要求設(shè)備的固化劑的比例可調(diào)，一般從0.5% 到3.5%之間不等比例的產(chǎn)品，每分鐘流量5-10升左右，注射壓力從0.1到8個大氣壓。可以預(yù)設(shè)置注射樹脂量，帶自循環(huán)的通過循環(huán)泵的簡易通道，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的設(shè)備維護(hù)。一般RTM模具模腔內(nèi)是3-6公斤正壓，因此對于模具的剛度有一定要求，如若模具剛度不夠的話，不能夠保證產(chǎn)品的尺寸精確性也很容易出現(xiàn)爆模意外。RTM工藝用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，要求粘度適中。RTM的玻璃纖維含量為45%～55%；常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維連續(xù)氈、復(fù)合氈、方格布及閉模氈。填料對RTM工藝很重要，它不僅能降低成本，改善性能，而且能在樹脂固化放熱階段吸收熱量。常用填料有氫氧化鋁、玻璃微珠、碳酸鈣、云母等。其用量為20%～40%。RTM全部生產(chǎn)過程各工序的操作人員及工具、設(shè)備位置固定，模具由小車運送，依次經(jīng)過每一道工序，實現(xiàn)流水作業(yè)。模具在流水線上的循環(huán)時間，基本上反映了制品的生產(chǎn)周期，小型制品一般只需十幾分鐘，大型制品的生產(chǎn)周期可以控制在1小時以內(nèi)完成。一般RTM工藝的流道設(shè)計都從中心注入，從周邊排出RTM汽泡產(chǎn)生的原理。
在液體閉模工藝發(fā)展過程中，輕質(zhì)RTM工藝（L-RTM）的開發(fā)成功可謂具有里程碑意義，真空輔助成型L-RTM技術(shù)是一種新型的低成本的復(fù)合材料大型制件的成型技術(shù)，它主要原理為首先在模腔中鋪放好按性能和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計好的增強(qiáng)材料預(yù)成型體，采用注射設(shè)備將專用低粘度注射樹脂體系注入閉合模腔，模具具有周邊密封和緊固以及注射從排氣系統(tǒng)以保證樹脂流動順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，是在真空狀態(tài)下排除纖維增強(qiáng)體中的氣體，通過樹脂的流動，滲透，實現(xiàn)對纖維及織物的浸漬，并在室溫下進(jìn)行固化，形成一定的樹脂及纖維比例的工藝方法。其技術(shù)路線上與傳統(tǒng)RTM的不同之處，在于有一半模具是半剛性的，模具的厚度可以做到很薄。
L-RTM工藝的特點：
1、可以制造兩面光的制品；
2、成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（3000件/年）；
3、L-RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；
4、增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；
5、原材料及能源消耗少。
對于尺寸、大面積的復(fù)合材料制件，L-RTM是一種十分有效的成型方法，采用以往的復(fù)合材料成型工藝，大型模具的選材困難，而且成本昂貴，制造十分困難，尤其是對于大厚度的船舶、汽車、飛機(jī)等結(jié)構(gòu)件。L-RTM工藝制造的復(fù)合材料制件具有成本低、空隙率含量小、成型過程中產(chǎn)生的VOC揮發(fā)氣體少、環(huán)境污染小(有機(jī)揮發(fā)份小于50ppm，是唯一符合國際環(huán)保要求的復(fù)合材料成型工藝)。產(chǎn)品的性能好等優(yōu)點，并且工藝具有很大的靈活性。被廣泛應(yīng)用于中小型游艇、風(fēng)電機(jī)艙罩、汽車大包圍、工程車覆蓋件等等領(lǐng)域。
L-RTM成型工藝過程中，除了真空泵是必須的以外，注射設(shè)備是可選的，設(shè)備要求同RTM所用設(shè)備基本一樣。如果不采用樹脂注射設(shè)備也可以達(dá)到相同的目的，只是效率上稍有差異。L-RTM模具模腔內(nèi)是0.2-0.8公斤正壓，因此對于產(chǎn)品內(nèi)表面模具的剛度要求不高，主要是為了體現(xiàn)一個“輕”字。L-RTM用的原材料有基體樹脂、增強(qiáng)玻纖材料。L-RTM工藝用的樹脂可以是不飽和聚酯樹脂，也可以是乙烯基或者環(huán)氧樹脂，主要要求：
（1） 低粘度，僅借助真空即可在增強(qiáng)劑堆積的高密度預(yù)成型體中流動、浸潤、浸透。（粘度指標(biāo)180—300厘泊）
（2） 適用周期長，較長的凝膠時間，較快的固化速度，這樣有利于浸透、排氣。
（3） 可在室溫下固化，樹脂工作壽命滿足結(jié)構(gòu)要求。
（4） 固化時無需額外壓力，只需真空負(fù)壓。
（5） 具有良好的韌性與高于一般樹脂的彈性模量，以及抗腐蝕性。
一般L-RTM的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維，其含量為45%～55%；常用的增強(qiáng)材料也是玻璃纖維連續(xù)氈、復(fù)合氈及方格布、閉模氈。
3、軟模RTM
3、軟模RTM
軟模RTM工藝兼顧了RTM和真空導(dǎo)流工藝的優(yōu)點，將RTM的剛性上模改成硅膠或者橡膠的軟模，其作用相當(dāng)于一層真空袋膜，制品處于軟模和模具之間，密封周邊，抽真空（0.1MPa左右），在抽真空的同時將樹脂從模具的另一端由管路導(dǎo)入到模具中，將增強(qiáng)玻纖浸潤。固化后脫模。軟模RTM成型技術(shù)的特點：
1、可以制造兩面光的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；
2、成型效率一般，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（1000件/年以內(nèi)）；
3、為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；
4、增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；
5、軟模的使用壽命在10—50次左右，成本介于RTM和真空導(dǎo)流工藝之間目前用于船艇、汽車零部件、工程車覆蓋件等等。
4、真空導(dǎo)流工藝（VARIM）
4、真空導(dǎo)流工藝（VARIM）
真空導(dǎo)流工藝分為干法和濕法2種。
濕法是將手糊或者噴射成型未固化的制品，加蓋一層真空袋膜，制品處于薄膜和模具之間，密封周邊，抽真空（0.07MPa），使制品中的氣泡和揮發(fā)物排除。
干法是將增強(qiáng)玻纖鋪放到模具上，將真空袋膜與模具周邊密封，在抽真空的同時將樹脂從模具的另一端由管路導(dǎo)入到模具中，將增強(qiáng)玻纖浸潤。2種工藝的區(qū)別在于干法的玻纖含量可以做的更高。
真空導(dǎo)流成型技術(shù)的特點：
1、可以制造單面光的制品；
2、成型效率一般，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（1000件/年）；
3、為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；
4、增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；
5、一次性耗材較多、垃圾回收是個問題，成本相對高；目前用于船艇、風(fēng)能等大型制品；如豪華游艇，風(fēng)電葉片、機(jī)艙罩等等。工藝過程根據(jù)制品的形狀復(fù)雜程度以及面積的大小而有所差異，一般從幾分鐘到4、5小時不等。
真空導(dǎo)入的四種基本方式為: 中心導(dǎo)入外圍導(dǎo)入多邊導(dǎo)入線型導(dǎo)入
真空導(dǎo)流成型工藝過程中，不需要注射設(shè)備，只需要一臺真空泵就可以了；模具只需要單模一般模腔內(nèi)是負(fù)壓0.1Mpa ，真空導(dǎo)流工藝所用的原材料有樹脂體系、增強(qiáng)材料，不添加填料。該工藝用的樹脂主要是要求粘度要低，在180—300厘泊左右。增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維，其含量為50%～65%；常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維短切氈、復(fù)合氈及方格布等。
5、多嵌入面模RTM (MIT RTM)
多嵌入面工藝是指在傳統(tǒng)的RTM工藝中，原本兩個主體模中進(jìn)行的工序，改變?yōu)?，在主體模中，制備幾個襯模，然后把膠衣噴涂，鋪層等工序，在主模外進(jìn)行，避免了由于以上的工序造成的占模占用時間，這樣，有效的提升了產(chǎn)品的成型速度，在使用該工藝時，只有注射和中固化是在主模中進(jìn)行，所以產(chǎn)品成的型時間就能得到大幅度的提升，單件產(chǎn)品的成型時間大約在10分名鐘左右.
5、多嵌入面模RTM (MIT RTM)
多嵌入面工藝是指在傳統(tǒng)的RTM工藝中，原本兩個主體模中進(jìn)行的工序，改變?yōu)?，在主體模中，制備幾個襯模，然后把膠衣噴涂，鋪層等工序，在主模外進(jìn)行，避免了由于以上的工序造成的占模占用時間，這樣，有效的提升了產(chǎn)品的成型速度，在使用該工藝時，只有注射和中固化是在主模中進(jìn)行，所以產(chǎn)品成的型時間就能得到大幅度的提升，單件產(chǎn)品的成型時間大約在10分名鐘左右.
冷壓成型是指先把纖維或預(yù)型體放放模腔內(nèi)，然后把加入固化劑的樹脂倒入維纖上面，然后用壓機(jī)把模具合模壓緊，然后樹脂在模腔內(nèi)流動并充滿模腔，然后固化后脫模的一種工藝，該工藝成型的速度快，且質(zhì)量好，大約10分鐘左右，可生產(chǎn)一個產(chǎn)品。
三、 RTM工藝發(fā)展的機(jī)遇
RTM從上世紀(jì)九十年代引入我國以來，由于多種條件的限制，一直未能得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用，直到近幾年，由于風(fēng)電行業(yè)，游艇行業(yè)，汽車零配行業(yè)的帶動，RTM工藝特別是L-RTM得到了迅速的發(fā)展，基下以下幾個原因，可以預(yù)見，該工藝將取代手糊工藝成為主流工藝。
1、用工荒，由于人口紅利時代已經(jīng)結(jié)束，加之玻璃鋼行業(yè)目前還是由主流工藝是由手糊工藝的構(gòu)成，而該工藝在制作過中環(huán)境比較差的特性，使得現(xiàn)在的玻璃鋼廠招人成了一大難，即使招到了，人的流動性也很大，工資漲幅也大，因此，過度依于手工工藝成為了玻璃鋼行業(yè)發(fā)展的瓶頸，所以，相對于手糊工藝更容易掌握且環(huán)境更能改觀的RTM將成為玻璃鋼行業(yè)發(fā)展的首選工藝。（例如，我們在珠海的工廠，以前做日本高鐵的隔音墻手糊工藝來做，差不多要20人，后來改用RTM工藝后，只要6人就要能完成相同的工作量，所以制造成本也大幅下降，同時一個合格的手糊工，沒有2年以上的實踐，很難制作出合格的產(chǎn)品，）
2、越來越嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)政策的限制，玻璃鋼的手糊工藝的特性，顯然，也跟不上時代發(fā)展的步伐，由于對環(huán)境保護(hù)和對人的身體健康保護(hù)，開模制作的手糊工藝顯然是要讓位于閉模制作RTM工藝。
3、復(fù)合材料市場不斷提高的品質(zhì)要求，由于RTM工藝產(chǎn)品的性能的優(yōu)越性，也成為風(fēng)電，游艇，高鐵行業(yè)，飛機(jī)制造、汽車配件主要的制造工藝。
由以上幾個原因，我們可以預(yù)見，在未來的發(fā)展過程中，只要我們不斷的推廣及加大該工藝制造的應(yīng)用，RTM工藝一定會迎來發(fā)展的高潮期。
四、 RTM工藝提高生產(chǎn)效率的一些思路
RTM工藝要得到大力的發(fā)展，除了該工藝本身具有高質(zhì)量，對環(huán)境污染小等特點外，還必須能有比手糊更高的生產(chǎn)效率，這樣才能使生產(chǎn)廠家在使用該工藝時，獲取更高的利潤，這樣，就能有效的推動該工藝的快速發(fā)展，借鑒國內(nèi)外一此工廠在使用該工藝時的一些經(jīng)驗，我就如何提高RTM生產(chǎn)效率方面，作一總結(jié)。
1、RTM模具增加加熱系統(tǒng)，用于玻璃鋼工業(yè)的大多數(shù)樹脂都有一與溫度直接相在的固化曲線，所以尋找生產(chǎn)模具能夠控制溫度的方法具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實意義，這樣有助于優(yōu)化生產(chǎn)效率。事實上模具溫度每提高10℃，凝膠時間將減半，因此在環(huán)境溫度（20℃）下，模塑一個部件也許固化脫模時間需要60分鐘，而在50℃，同樣的樹脂體系，模塑同一部件，在7.5分鐘內(nèi)就能脫模。
2、增強(qiáng)纖維鋪放，采用預(yù)成型工藝，在RTM工藝中，纖維鋪層是在模具內(nèi)比較占用時間的工序之一，如果事先把鋪層要用的纖維放先預(yù)制好，在鋪放時，直接放入模具內(nèi)，合模后，注入樹脂即可，這樣就能大大提高生產(chǎn)效率，
3、多嵌入面模RTM，前面我也介紹過了該工藝，該工藝最明顯的優(yōu)勢就是，通過多個廉價的內(nèi)模，然后把膠衣噴涂及鋪層的工藝在這些內(nèi)模上完成，最后，把完成上述工序的內(nèi)模放入主模中，然后合模注入樹脂即可，該工藝能產(chǎn)品在模具內(nèi)的成型時間有效的縮短，大大的產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
4、采用氣缸或用壓機(jī)、氣袋等設(shè)備來進(jìn)行合模，在傳統(tǒng)的RTM工藝中，大部份合模機(jī)構(gòu)才采用螺絲來鎖緊合模，這樣合模效率低下，最好能采用氣缸或用壓機(jī)、氣袋合模平臺來進(jìn)行合模，這樣，就能有效的加快產(chǎn)品的成型時間。
5、在進(jìn)行RTM工藝進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時，最好采用流水線的思路來進(jìn)行，明確各崗位的分工，如鋪層，注入，脫模及原材料配送中心，這樣，使各生產(chǎn)崗位分工時，各工序更單一，所以更能熟悉掌握，在作業(yè)時，更能有效的加快產(chǎn)品的制作時間。同時，科學(xué)的制定好產(chǎn)品的作業(yè)指導(dǎo)書及材料用量表，使員工在生產(chǎn)時，做到有“法”可依，同時加大員工的RTM技能的培訓(xùn)，使員工理論聯(lián)系實際，更能在實際操作，有效的提升作業(yè)的質(zhì)量和效率；RTM操作工，只要培訓(xùn)得合理，在二到三個月內(nèi)，即可基本掌握RTM工藝的操作技能，而一個好的手糊操作工，沒有一到兩年的實際操作，是掌握不好手糊的的技能，這也是RTM工藝的優(yōu)勢之一。
6、采用國外通用的第三代RTM工藝布局
五、RTM工藝應(yīng)用案例
6、采用國外通用的第三代RTM工藝布局
五、RTM工藝應(yīng)用案例
六、總結(jié)
RTM工藝以它友善的工作環(huán)境，優(yōu)異的力學(xué)性能使得它在未來的中國玻璃鋼發(fā)展中，逐漸取代手糊等落后的工藝，成為一種主流的玻璃鋼生產(chǎn)工藝,但是也應(yīng)該注意,只有努力改善應(yīng)用和對相應(yīng)的員工進(jìn)行培訓(xùn)，才能真正讓這項先進(jìn)的工藝為之所用。
我們可以利用該工藝的諸多優(yōu)點來作為基礎(chǔ)，多開發(fā)一些高附加值的產(chǎn)品，如汽車輕量方面的，新能源方面的，碳纖制品等等，提升公司的產(chǎn)品的競爭力，努力去開拓市場，進(jìn)而給公司帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點，同時也健康良性帶動RTM工藝的發(fā)展，
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