一、 RTM工藝簡介
RTM是在模腔中鋪放設(shè)計(jì)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(dòng)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(huì)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(xiàng)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(shí)際的需要來選擇合適的工藝，如果制造大型的產(chǎn)品時(shí)，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?yàn)樵摴に嚨臉渲亢艿?，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(shí)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?yàn)樽鲂⌒彤a(chǎn)品時(shí)，耗材的的成本會(huì)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?yàn)檫@時(shí)用傳統(tǒng)的RTM模具來制作這些產(chǎn)品時(shí)，模具要有很大的剛性來防止注射時(shí)產(chǎn)生的壓力，而傳統(tǒng)的RTM工藝則因?yàn)槟＞叩哪陀眯赃m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(shí)，可達(dá)十幾分鐘一個(gè)水箱板，一個(gè)十幾個(gè)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(fèi)時(shí)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(diǎn)：
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(shí)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(xiàng)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(shí),,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(shí),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(gè)小時(shí)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(gè)值得探討的方法，在大型風(fēng)電葉片模具制作時(shí)，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(shí)，由于鋼骨加和膩?zhàn)庸袒某尚腕w，更能增加同模具帖服性同時(shí)，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(shí)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(gè)大氣壓?？梢灶A(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(yùn)送，依次經(jīng)過每一道工序，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。模具在流水線上的循環(huán)時(shí)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(shí)以內(nèi)完成。一般RTM工藝的流道設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)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(dòng)，滲透，實(shí)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(diǎn)：
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(shí)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(diǎn)，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(gè)“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(dòng)、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(shí)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(shí)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(diǎn)，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(shí)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(diǎn)：
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(shí)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(shí)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(diǎn)：
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(shí)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(gè)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(shí)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(tái)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(gè)主體模中進(jìn)行的工序，改變?yōu)?，在主體模中，制備幾個(gè)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(shí)間，這樣，有效的提升了產(chǎn)品的成型速度，在使用該工藝時(shí)，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(shí)間就能得到大幅度的提升，單件產(chǎn)品的成型時(shí)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(gè)主體模中進(jìn)行的工序，改變?yōu)?，在主體模中，制備幾個(gè)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(shí)間，這樣，有效的提升了產(chǎn)品的成型速度，在使用該工藝時(shí)，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(shí)間就能得到大幅度的提升，單件產(chǎn)品的成型時(shí)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(dòng)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(gè)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(dòng)，RTM工藝特別是L-RTM得到了迅速的發(fā)展，基下以下幾個(gè)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(shí)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(dòng)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(shí)一個(gè)合格的手糊工，沒有2年以上的實(shí)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(shí)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(gè)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(huì)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(diǎn)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(shí)，獲取更高的利潤，這樣，就能有效的推動(dòng)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(shí)的一些經(jīng)驗(yàn)，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(shí)意義，這樣有助于優(yōu)化生產(chǎn)效率。事實(shí)上模具溫度每提高10℃，凝膠時(shí)間將減半，因此在環(huán)境溫度（20℃）下，模塑一個(gè)部件也許固化脫模時(shí)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(shí)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(shí)，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(gè)廉價(jià)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(shí)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(tái)來進(jìn)行合模，這樣，就能有效的加快產(chǎn)品的成型時(shí)間。
5、在進(jìn)行RTM工藝進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，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(shí)，各工序更單一，所以更能熟悉掌握，在作業(yè)時(shí)，更能有效的加快產(chǎn)品的制作時(shí)間。同時(shí)，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(shí)，做到有“法”可依，同時(shí)加大員工的RTM技能的培訓(xùn)，使員工理論聯(lián)系實(shí)際，更能在實(shí)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(gè)月內(nèi)，即可基本掌握RTM工藝的操作技能，而一個(gè)好的手糊操作工，沒有一到兩年的實(shí)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(xiàng)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(diǎn)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(diǎn)，同時(shí)也健康良性帶動(dòng)RTM工藝的發(fā)展，
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