RTM樹脂傳遞模塑工藝推動(dòng)國(guó)內(nèi)復(fù)合材料行業(yè)溫控設(shè)備的進(jìn)步

樹脂傳遞模塑（RTM）技術(shù)屬于復(fù)合材料液體成型技術(shù)的范疇。RTM具有產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、制造成本低，易于生產(chǎn)整體復(fù)合材料構(gòu)件等突出特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、通訊、交通、衛(wèi)生、體育器材等領(lǐng)域。尤其在航空領(lǐng)域，RTM工藝憑借高減重和低成本優(yōu)勢(shì)，在先進(jìn)飛機(jī)的承力和非承力結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。

樹脂傳遞模塑（RTM）的工藝過(guò)程：首先在膜腔中鋪放好與制件結(jié)構(gòu)形式一致的增強(qiáng)材料預(yù)成型體，然后，在一定的溫度、壓力下，采用注射設(shè)備將低黏度的液態(tài)樹脂注入閉合膜腔中，樹脂在浸漬預(yù)成型體的同時(shí)，置換出膜腔中的全部氣體，在模具充滿模腔后，通過(guò)加熱使樹脂固化，然后脫模獲得產(chǎn)品。

RTM樹脂傳遞模塑工藝的優(yōu)點(diǎn)

1、生產(chǎn)效率高：制造過(guò)程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化；能成型從小型精密到大型整體復(fù)雜的多種復(fù)合材料制件；對(duì)于帶有夾芯、加筋和預(yù)埋件的大型、復(fù)雜構(gòu)件，可通過(guò)一步浸漬、固化成型，代替?zhèn)鹘y(tǒng)成型工藝2步或多步成型的過(guò)程。

2、產(chǎn)品質(zhì)量高：制件的表面質(zhì)量、尺寸精度高，能制造具有良好表面質(zhì)量、高尺寸精度的復(fù)雜部件，在大型部件的制造方面優(yōu)勢(shì)更為明顯。

3、經(jīng)濟(jì)效果：RTM模具制造和材料選擇靈活性強(qiáng)，根據(jù)不同的生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)備的變化也很靈活，制品產(chǎn)量在1000－20000之間，采用RTM成型工藝可獲得最佳生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

4、環(huán)保：RTM成型工藝屬一種閉模操作工藝，工作環(huán)境清潔，成型過(guò)程苯乙烯排放量小，有利于環(huán)保。

RTM成型工藝對(duì)原材料、生產(chǎn)過(guò)程工藝參數(shù)控制要求嚴(yán)格，要求增強(qiáng)材料具有良好的耐樹脂流動(dòng)沖刷和良好的浸潤(rùn)性，要求樹脂黏度低，高反應(yīng)活性，中溫固化，固化放熱峰值低，浸漬過(guò)程中黏度較小，注射完畢后能很快凝膠。一般來(lái)說(shuō)，RTM成型工藝所選用模具材料應(yīng)具備導(dǎo)熱快、比熱容低、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)小、加工工藝性好、質(zhì)量輕、使用壽命長(zhǎng)、成本低、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

RTM工藝設(shè)備主要包括模具、注射設(shè)備和固化設(shè)備3個(gè)部分，且各部分均會(huì)對(duì)整個(gè)研制生產(chǎn)過(guò)程具有決定性影響。

RTM成型工藝屬于一種閉模操作工藝，成型中的樹脂流動(dòng)過(guò)程、壓力和熱傳遞過(guò)程及固化過(guò)程均發(fā)生在模具內(nèi)部，成型模具的質(zhì)量會(huì)直接“復(fù)制”在構(gòu)件上，因此模具選材和設(shè)計(jì)是獲得高質(zhì)量、高精度、良好表面質(zhì)量制件的前提。對(duì)于大批量或表面質(zhì)量要求高的RTM制件，一般選用鋼、鋅鋁合金或鍍鎳鋼殼模。不同的成型方法對(duì)模具結(jié)構(gòu)形式有不同的要求。

與傳統(tǒng)的熱壓罐成型工藝相比，RTM成型工藝所用模具除要滿足剛度和傳熱要求外，還對(duì)上、下模具的配合精度、模具表面質(zhì)量、注射口和溢料口的設(shè)計(jì)，模具密封以及制件脫模裝置等要求較高。成功的RTM成型模具應(yīng)具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)精巧、溫度場(chǎng)均勻、系統(tǒng)密封性好，合模、脫模等操作簡(jiǎn)單易行，所成型制件的內(nèi)部質(zhì)量和外形尺寸精度滿足技術(shù)條件要求等。

對(duì)于傳統(tǒng)的RTM工藝來(lái)說(shuō)，通常采用注射設(shè)備進(jìn)行樹脂的注射，該設(shè)備一般包括樹脂儲(chǔ)料罐，樹脂供給系統(tǒng)（恒壓注射和恒流注射）、樹脂輸送管路、計(jì)量泵以及各種自動(dòng)化儀表。注射設(shè)備按混合方式可分為單組分式、雙組分式（加壓式和泵式）和加催化劑泵式3種。產(chǎn)品的生產(chǎn)效率取決于成型設(shè)備的自動(dòng)化程度，為提高注射效率，盡可能地節(jié)約樹脂的用量，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

相對(duì)于注射，樹脂的固化可以在不同的設(shè)備，比如一般在烘箱、壓機(jī)、整體加熱模具中進(jìn)行。選擇模具加熱方式時(shí)，要綜合考慮各加熱方式的加熱效率，加熱系統(tǒng)溫度均勻性，升、降溫速率的可控范圍，以及溫度的控制精度、運(yùn)行成本和環(huán)境保護(hù)等因素。對(duì)于烘箱加熱來(lái)說(shuō)，還要考慮烘箱的尺寸和內(nèi)、外軌道的承載能力能夠滿足制件的需求。

隨著RTM技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的復(fù)合材料企業(yè)采歐能機(jī)械智能模溫機(jī)加熱系統(tǒng)配合RTM成型生產(chǎn)線替代傳統(tǒng)的大功率烘箱加注射設(shè)備的RTM工藝設(shè)備。歐能機(jī)械專注復(fù)合材料行業(yè)溫控設(shè)備整體方案提供，研發(fā)有冷熱切換、PLC智能控制模溫機(jī)、階段性控溫模溫機(jī)，滿足碳纖維、玻璃鋼、芳綸等復(fù)合材料成型模具控溫，推動(dòng)國(guó)內(nèi)復(fù)合材料行業(yè)溫控設(shè)備的進(jìn)步。

RTM成型平臺(tái)系統(tǒng)主要由預(yù)定型模具/模架、RTM模具/模架、模溫機(jī)加熱控溫單元、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和RTM注射系統(tǒng)等部件構(gòu)成。

整套自動(dòng)化系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)模具加壓/加熱、樹脂注射和固化等RTM成型工序，不僅能簡(jiǎn)化操作過(guò)程，提高生產(chǎn)效率、降低能耗、縮短制造周期，而且能降低RTM成型模具的設(shè)計(jì)剛度和制造成本，并可顯著提高零件的成型質(zhì)量。

自動(dòng)化生產(chǎn)線按照RTM工藝將反應(yīng)釜、真空設(shè)備、注射排氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、保壓系統(tǒng)、模具等多種設(shè)備有機(jī)融合起來(lái)。上、下模單獨(dú)移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)、合模、合模翻轉(zhuǎn)均采用自動(dòng)化處理，整個(gè)過(guò)程動(dòng)作連續(xù)，定位準(zhǔn)備。模具加熱、保壓、注射均采用人機(jī)控制，操作簡(jiǎn)單。該套設(shè)備符合RTM成型工藝的要求，滿足復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)RTM生產(chǎn)自動(dòng)化的要求。

責(zé)任編輯：gt