rtm工藝國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)應(yīng)用前景課件

1、RTM工藝國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)應(yīng)用前景1第1頁(yè)，共64頁(yè)。目錄一、RTM工藝簡(jiǎn)介二、 RTM工藝衍化三、RTM工藝發(fā)展的機(jī)遇四、 RTM工藝提高生產(chǎn)效率的一些思路五、 RTM工藝的優(yōu)點(diǎn)六、 RTM工藝應(yīng)用領(lǐng)域七、案例八、總結(jié)2第2頁(yè)，共64頁(yè)。一、 RTM工藝簡(jiǎn)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(guò)程中完成對(duì)增強(qiáng)材料預(yù)成型體的浸潤(rùn)，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

2、研究開(kāi)發(fā)RTM工藝，其中僅歐共體投資的“開(kāi)發(fā)RTM工藝技術(shù)和應(yīng)用”項(xiàng)目就耗資290萬(wàn)歐元，美國(guó)設(shè)置了?？茖W(xué)校，用于培訓(xùn)RTM專業(yè)人才。第3頁(yè)，共64頁(yè)。4二、 RTM工藝衍化RTM工藝在發(fā)展的過(guò)程中，在傳統(tǒng)RTM的衍化了多種型式的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，在選擇采何種工藝時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品制作時(shí)，我們可以根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)選擇合適的工作，如果制造大型的產(chǎn)品時(shí)，如果游艇，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(duì)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

3、制作一次成型極厚的制品，如果葉片的葉根，一次灌注多層的產(chǎn)品大約有公分厚度，但是，小型的制品側(cè)更合適用模傳統(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)擔(dān)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，上半模可以做得輕，因?yàn)檫@時(shí)用傳統(tǒng)的RTM模具來(lái)制作這些產(chǎn)品時(shí)，模具要有很大的剛性來(lái)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，因?qū)Ξa(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(lái)亞見(jiàn)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

4、廠，一天能生產(chǎn)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，而主模承擔(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。第4頁(yè)，共64頁(yè)。1、傳統(tǒng)RTM 樹脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)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

5、/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(duì)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂(lè)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(lái)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(lái)減少產(chǎn)品的收縮 4/

6、 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(lái)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(lái)進(jìn)行制作,)第5頁(yè)，共64頁(yè)。6以上的圖例是說(shuō)明RTM模具在制作在制作加強(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(guò)渡層能有效的減少鋼骨架的焊接應(yīng)力，以此來(lái)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)力痕第6頁(yè)，共64頁(yè)。7RTM成型工藝過(guò)程中，注射設(shè)備是必須的，要求

7、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(guò)循環(huán)泵的簡(jiǎn)易通道，能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)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(duì)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用的原材料有樹脂、增強(qiáng)材料和填料。 樹脂體系 RTM工藝用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，要求粘度適中 。一般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)材料有玻璃纖維連續(xù)氈、復(fù)合氈及方格布及現(xiàn)在廣為應(yīng)用的閉模氈。填料對(duì)RTM工藝

8、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。常用的填料有氫氧化鋁、玻璃微珠、碳酸鈣、云母等。其用量為20%40%。RTM全部生產(chǎn)過(guò)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(guò)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)生的原理第7頁(yè)，共64頁(yè)。2、L-RTM 在液體閉模工藝發(fā)展過(guò)程中，輕質(zhì)RTM工藝（L-RTM）的開(kāi)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

9、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(rùn)纖維，是在真空狀態(tài)下排除纖維增強(qiáng)體中的氣體，通過(guò)樹脂的流動(dòng)，滲透，實(shí)現(xiàn)對(duì)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-RT

10、M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(duì)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(duì)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(guò)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(guó)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

11、蓋件等等領(lǐng)域。第8頁(yè)，共64頁(yè)。9L-RTM成型工藝過(guò)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(duì)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(rùn)、浸透。（粘度指標(biāo)180300厘泊 ）（2） 適用周期長(zhǎng)，較長(zhǎng)的凝膠時(shí)間，較快的固化速度

12、，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(wú)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)合氈及方格布用現(xiàn)在應(yīng)用最廣的閉模氈。第9頁(yè)，共64頁(yè)。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(rùn)。固化后

13、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1050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。第10頁(yè)，共64頁(yè)。4、真空導(dǎo)流工藝（VARIM） 真空導(dǎo)流工藝分為干法盒濕法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

14、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(rùn)。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(wèn)題，成本相對(duì)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(guò)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

15、。 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(guò)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180300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)合氈及方格布等第11頁(yè)，共64頁(yè)。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

16、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，第12頁(yè)，共64頁(yè)。6、冷壓成型 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，第13頁(yè)，共64頁(yè)。14三、 RTM工藝發(fā)展的機(jī)遇 RTM從上世紀(jì)九十年代引入我國(guó)以來(lái)，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

17、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(jiàn)，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)代也經(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(guò)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(guò)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(duì)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?cè)谥楹５墓S，以前做日本 高鐵的隔音墻手糊工藝來(lái)做，差不多要20人，后來(lái)改用RTM工藝后，只

18、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(méi)有年以上的實(shí)踐，很難制作出合格的產(chǎn)品，）2、越來(lái)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(duì)環(huán)境保護(hù)和對(duì)人的身體健康保護(hù)，開(kāi)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(chǎng)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(jiàn)，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)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(lái)發(fā)展的高潮期第14頁(yè)，共64頁(yè)。四、 RTM工藝提高生產(chǎn)效率

19、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(duì)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(rùn)，這樣，就能有效的推動(dòng)該工藝的快速發(fā)展，借鑒國(guó)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

20、一部件，在7.5分鐘內(nèi)就能脫模。第15頁(yè)，共64頁(yè)。162、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維纖放先預(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，第16頁(yè)，共64頁(yè)。173、多嵌入面模RTM，前面我也介紹過(guò)了該工藝，該工藝最明顯的優(yōu)勢(shì)就是，通過(guò)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。第17頁(yè)，共64頁(yè)。184、采用氣缸或用壓機(jī) 氣袋等設(shè)備來(lái)

21、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(lái)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(lái)進(jìn)行合模，這樣，就能有效的加快產(chǎn)品的成型時(shí)間。第18頁(yè)，共64頁(yè)。195、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(lái)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)量跟效率，RTM操作工

22、，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(méi)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(shì)之一6、采用國(guó)外通用的第三代RTM工藝布局第19頁(yè)，共64頁(yè)。20五、 RTM工藝的優(yōu)點(diǎn)RTM成型工藝的優(yōu)點(diǎn)： 1.制品具有兩個(gè)光滑的模制表面2.能制造出具有高尺寸精度的、良好表面質(zhì)量的復(fù)雜構(gòu)件3. 成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)4.制品具有恒定的形狀與重量，質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量受操作人員影響小，不論是同一構(gòu)件還是各構(gòu)件間都存在高度的一致性。厚度均勻，空隙率低（小于0.5%） 。5.模具制造與材料選擇的機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，不需要龐大、

23、復(fù)雜的成型設(shè)備就可以制造復(fù) 雜的大型構(gòu) 件，設(shè)備和模具的投資少，建廠投資少，上馬快。6.纖維預(yù)鋪設(shè)，可任意方向增強(qiáng)，制品強(qiáng)度好（纖維含量25”35%，L-RTM 成型纖維 含量可達(dá)65%） 7.環(huán)境友善。RTM工藝是閉模工藝，減少了苯乙烯的排放，這也大大改善了操作人員的工作環(huán)境，穩(wěn)定了勞動(dòng)人員的隊(duì)伍，也擴(kuò)大了可用材料的范圍。8.制品設(shè)計(jì)自由度大。從這一點(diǎn)分析，RTM工藝不僅優(yōu)于熱壓罐成型工藝，也優(yōu)于 長(zhǎng)絲纏繞成型工藝和擠拉成型工藝。9.制品的孔隙率低,(如龐巴迪動(dòng)車配件,對(duì)這個(gè)指標(biāo)要求就很嚴(yán))第20頁(yè)，共64頁(yè)。21六、 RTM工藝應(yīng)用領(lǐng)域國(guó)內(nèi)關(guān)于RTM工藝及產(chǎn)品的報(bào)道不多但在國(guó)外的應(yīng)用發(fā)展卻

24、很快，目前常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域，有航空航天、軍事、交通、建筑、船舶和能源等。例如：航空航天領(lǐng)域的艙門、風(fēng)扇葉片、機(jī)頭雷達(dá)罩、飛機(jī)引擎罩等：軍事領(lǐng)域的魚雷殼體、油箱、發(fā)射管等；交通領(lǐng)域的輕軌車門、高鐵坐椅及車頭及車的廁所等，公共汽車側(cè)面板、汽車底盤、保險(xiǎn)杠、卡車頂部擋板等；建筑領(lǐng)域的路燈的管狀燈桿、風(fēng)能發(fā)電 葉片及機(jī)艙罩、裝飾用門、椅子和桌子、頭盔等；船舶領(lǐng)域的小型劃艇船體，上層甲板等。 第21頁(yè)，共64頁(yè)。22阿斯頓馬丁的V12-Vanquish車型福特公司 V12 Vanquish第22頁(yè)，共64頁(yè)。2352” 除草機(jī)部件第23頁(yè)，共64頁(yè)。24三輪摩托外殼第24頁(yè)，共64頁(yè)。25MacDon農(nóng)用

25、機(jī)械第25頁(yè)，共64頁(yè)。26導(dǎo)流罩第26頁(yè)，共64頁(yè)。2718 船殼第27頁(yè)，共64頁(yè)。28大巴車零部件第28頁(yè)，共64頁(yè)。BOMBARDIER 火車座椅29第29頁(yè)，共64頁(yè)。30工程車蓋子游艇動(dòng)車車頭第30頁(yè)，共64頁(yè)。 以上講了那么關(guān)RTM的特點(diǎn)，下面,我就以RTM的衍化工藝真空導(dǎo)流工藝制作大型風(fēng)電葉片作為案例，31七、 案例第31頁(yè)，共64頁(yè)。真空灌注成型工藝在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用第32頁(yè)，共64頁(yè)。目 錄1.葉片制作的工藝流程（圖片說(shuō)明）2、真空灌注成型工藝的原理3.真空灌注成型工藝的優(yōu)點(diǎn)4.工藝對(duì)材料體系要求5.真空灌注成型工藝的影響因素6.葉片的真空灌注成型工藝第33頁(yè)，共64頁(yè)。3

26、4a、 纖維鋪層1.葉片制作的工藝流程（圖片說(shuō)明）第34頁(yè)，共64頁(yè)。35b、 芯材鋪放第35頁(yè)，共64頁(yè)。36c、 鋪脫模布導(dǎo)流網(wǎng)第36頁(yè)，共64頁(yè)。37d、 鋪導(dǎo)流管第37頁(yè)，共64頁(yè)。38e、 鋪真空袋膜第38頁(yè)，共64頁(yè)。39f、 樹脂注入第39頁(yè)，共64頁(yè)。2、真空灌注成型工藝的原理真空灌注成型工藝概念：是將纖維增強(qiáng)材料直接鋪放到模具上,在纖維增強(qiáng)材料上鋪放剝離層和高滲透介質(zhì),然后用真空薄膜包覆及密封,利用負(fù)壓將樹脂注入并浸透增強(qiáng)材料的一種成型工藝。(見(jiàn)圖1）圖1.真空灌注成型工藝原理圖驅(qū)動(dòng)力：利用 真空負(fù)壓驅(qū)動(dòng)樹脂在纖維中的浸潤(rùn)和流動(dòng)。第40頁(yè)，共64頁(yè)。真空灌注成型工藝的理論支撐

27、-達(dá)西定律 真空灌注成型工藝的本質(zhì)是樹脂長(zhǎng)程滲流浸漬多孔介質(zhì)的過(guò)程，樹脂流動(dòng)遵循達(dá)西定律（Darcy）。（1） 因此，可基于（1）通過(guò)選擇合適的材料，控制真空壓力，控制樹脂的灌注時(shí)間第41頁(yè)，共64頁(yè)。3.真空灌注成型工藝的優(yōu)點(diǎn) 質(zhì)量和性能優(yōu)勢(shì)（1）纖維含量顯著提高，纖維含量可70%，力學(xué)性能顯著提高（2）氣泡含量減少，缺陷相對(duì)減少（3）減少了人為影響因素，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性提高第42頁(yè)，共64頁(yè)。2.生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)（1）可用于復(fù)雜的大型復(fù)合材料制件（2）減少了工作周期（3）耗材成本降低（減少了樹脂的浪費(fèi)）3.衛(wèi)生保健和安全保障優(yōu)勢(shì) 減少了揮發(fā)份物質(zhì)直接排入空氣中，過(guò)程揮發(fā)份更少，提供了一個(gè)相對(duì)清潔，安

28、全和健康的工作環(huán)境。第43頁(yè)，共64頁(yè)。4.工藝對(duì)材料體系要求樹脂體系 樹脂粘度要求合適：樹脂體系的粘度300mPas，粘度過(guò)大，成型大制品不易均勻布滿模腔，灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 固化放熱峰溫度低：放熱峰溫度過(guò)高，局部熱量不易散出，易產(chǎn)生焦化。固化時(shí)間：適宜的固化時(shí)間，以便縮短工作周期物料性能：所選的樹脂應(yīng)具有較好的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度要高，耐腐蝕性能好，固化收縮小，同時(shí)符合GL認(rèn)證的要求。價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛，無(wú)毒。第44頁(yè)，共64頁(yè)。樹脂的流動(dòng)阻力小，樹脂浸潤(rùn)性好。機(jī)械強(qiáng)度高，符合GL認(rèn)證的要求。鋪覆性好，即增強(qiáng)材料在無(wú)褶皺，無(wú)斷裂、不撕裂的情況下能夠容易與工件隨行。質(zhì)量均勻性好。增強(qiáng)材料

29、體系第45頁(yè)，共64頁(yè)。5.真空灌注成型工藝的影響因素原材料增強(qiáng)材料（最終反映在滲透率上） （1） 樹脂流通通道 樹脂在纖維中的流動(dòng)通道有兩種，一種是纖維束與纖維束之間的孔隙A（纖維編織方式如右圖），另外一種是纖維束纖維絲之間的孔隙B（纖維直徑）。 （2）纖維表面助劑 表面助劑的一個(gè)重要功效就是增加纖維與樹脂浸潤(rùn)能力，這在灌注工藝中尤為重要，使得樹脂能快速浸入并流過(guò)纖維鋪層?？p邊玻纖布的結(jié)構(gòu)示意圖玻纖方格布結(jié)構(gòu)示意圖BA第46頁(yè)，共64頁(yè)。2.樹脂（1）樹脂粘度 由達(dá)西定律可知，樹脂的粘度對(duì)灌注速度有明顯的影響，粘度越大，灌注速度越小，同時(shí)大粘度的樹脂中夾帶的氣泡不易除盡，會(huì)影響最終葉片的質(zhì)量

30、。（2）控制樹脂凝膠時(shí)間 樹脂凝膠時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，過(guò)短會(huì)導(dǎo)致葉片沒(méi)有完全灌注即凝膠。過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致葉片缺膠。第47頁(yè)，共64頁(yè)。導(dǎo)流介質(zhì) 真空灌注成型工藝中導(dǎo)流介質(zhì)的引入，使這種工藝應(yīng)用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制品成為可能。它可以大幅度提高樹脂的灌注速度。（1）導(dǎo)流介質(zhì)的鋪放方式對(duì)樹脂充模時(shí)間的影響序號(hào)導(dǎo)流介質(zhì)玻纖織物灌注時(shí)間（s）層數(shù)尺寸位置層數(shù)尺寸106700250284221700250頂部67002507531700250中部67002508241700250底部670025078表1 導(dǎo)流介質(zhì)鋪放方式對(duì)樹脂充模時(shí)間的影響第48頁(yè)，共64頁(yè)。（2）導(dǎo)流介質(zhì)的使用比例對(duì)樹脂充模速度的影響導(dǎo)流介質(zhì)

31、使用比例示意圖導(dǎo)流介質(zhì)使用比例對(duì)樹脂充模時(shí)間的影響 從右圖，樹脂的充模時(shí)間隨導(dǎo)流介質(zhì)使用比例的增加而呈線性減少，因此在工藝控制時(shí)，可以通過(guò)改變導(dǎo)流介質(zhì)的使用比例實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂充模時(shí)間和充模過(guò)程的控制。第49頁(yè)，共64頁(yè)。（3）導(dǎo)流介質(zhì)對(duì)預(yù)成型體上下表面樹脂流動(dòng)前沿差距的影響樹脂流動(dòng)前沿差距與厚度的關(guān)系 導(dǎo)流介質(zhì)的引入可以提高樹脂的流動(dòng)速度，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鋪層上下表面浸潤(rùn)差距的產(chǎn)生。浸潤(rùn)面差距過(guò)大則會(huì)對(duì)整個(gè)工藝效果產(chǎn)生影響。因此鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)時(shí)需要控制導(dǎo)流介質(zhì)的使用比例。第50頁(yè)，共64頁(yè)。管路布置合理的抽氣管路和進(jìn)膠管路的布置有利于提高灌注質(zhì)量和縮短灌注時(shí)間。布管的原則：以不產(chǎn)生包圍為前提，盡可能的最小

32、化樹脂的流動(dòng)距離。不同的布管方式對(duì)灌注時(shí)間和灌注質(zhì)量的影響見(jiàn)下圖表2。第51頁(yè)，共64頁(yè)。布管方式預(yù)成型體層數(shù)充模時(shí)間及效果 圖a4層560s， 灌注良好圖b4層近真空邊245s，另一邊無(wú)法充滿圖c4層280s，灌注效果良好表2.不同的布管方式對(duì)灌注時(shí)間和灌注質(zhì)量的影響三種不同的布管方式 因此，要獲得較快且均勻的充模，樹脂源應(yīng)置于模腔的幾何中心，以盡量縮短樹脂的流動(dòng)距離，而且樹脂源與真空源盡可能對(duì)稱，平衡布置，以避免干點(diǎn)的產(chǎn)生。第52頁(yè)，共64頁(yè)。 對(duì)于復(fù)雜的制件，如葉片，可以根據(jù)制件的形狀和不同部位增強(qiáng)層的厚度，適當(dāng)引入多個(gè)樹脂源。（下圖是葉片兩種布管工藝）布管方案一布管方案二第53頁(yè)，共64頁(yè)。2種布置方案灌注時(shí)間的對(duì)比方案一灌注效果PS面方案二灌注效果PS面 從料種布管方案的灌注時(shí)間和灌注效果來(lái)看，方案二的布管方案有明顯優(yōu)于方案一。方案一中樹脂由葉根向葉尖流動(dòng)，距離真空源較遠(yuǎn)，氣泡不容易排出所導(dǎo)致。第54頁(yè)，共64頁(yè)。真空體系真空泵 真空體系是由模具、真空袋膜和密封膠密封構(gòu)建而成。 真空灌注幾乎最重要的工藝參數(shù)就是系統(tǒng)和模具的抽真空質(zhì)量。最小的漏氣