RTM(Resin Transfer Molding,树脂传递模塑)成型工艺是复合材料(树脂 + 增强纤维)闭环成型的核心流程,需通过 “模具准备 - 纤维铺层 - 合模 - 树脂注射 - 固化 - 脱模” 6 大核心步骤,实现复杂、高性能构件的批量生产,适用于风电叶片、航空航天部件、汽车结构件等场景。
完整工艺流程(6 步核心流程)
1. 前期准备:模具与原料预处理
模具清理与涂覆:清洁模具型腔(去除残留树脂、杂质),确保表面光滑;在型腔内壁均匀喷涂脱模剂(如硅基、氟基脱模剂),或铺设脱模膜,防止成型后构件与模具粘连,保证脱模顺利。
模具预热(可选):若树脂黏度较高或需缩短固化时间,通过模具自带的温控系统(如加热管、导热油通道),将模具预热至设定温度(通常 30-60℃,需匹配树脂体系特性)。
原料准备:按配方准备双组分树脂(树脂基体 + 固化剂),确保两组分在料罐中充分搅拌均匀,且温度稳定(部分树脂需预热降低黏度,提升流动性)。
2. 增强材料铺层:型腔铺放预成型体
将裁剪好的增强材料(如玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维毡,或预成型的纤维骨架)按设计方向(如 0°/90° 交叉铺层,提升特定方向力学性能)铺放在模具下型腔中。
关键操作:确保纤维铺层无褶皱、无错位,覆盖型腔所有区域;若构件有加强筋、孔位等复杂结构,需通过定位销、胶带固定纤维,避免注射时纤维移位。
(可选)放置预埋件:若构件需安装金属接头、螺栓等预埋件,在铺层后精准固定于模具预设位置,确保成型后预埋件位置准确。
3. 合模与密封:构建闭环型腔
合上模具上模,通过液压或机械锁模装置(如锁模油缸、螺栓)将模具紧密闭合,确保合模压力均匀(通常 0.5-2MPa)。
密封检查:重点检查模具分型面、进料口、排气口的密封状态(可使用密封胶条辅助密封),防止注射时树脂从缝隙泄漏,导致原料浪费或构件缺陷。

4. 树脂注射:高压浸润纤维
连接注射系统:将 RTM 注射机的注射枪与模具进料口密封对接,确保无漏气;打开模具排气口(通常位于型腔最高处或纤维堆积区域),便于排出型腔内的空气。
启动注射程序:注射机按预设参数(压力 0.5-5MPa、流量根据构件大小调整),将双组分树脂(已精准混合)高压注入模具型腔。
浸润监控:树脂在压力作用下沿型腔扩散,逐步浸润增强纤维的间隙;通过排气口观察,当排出的树脂无气泡、呈连续均匀状态时,说明纤维已完全浸润,关闭排气口。
保压阶段:关闭排气口后,保持注射压力(通常为注射压力的 80%-90%)5-15 分钟,确保树脂充分填充纤维间隙,补偿树脂固化过程中的体积收缩。
5. 固化成型:树脂交联固化
固化控制:通过模具温控系统加热(或常温固化,取决于树脂类型),将模具温度升至固化温度(如环氧树脂通常 80-120℃),并保持设定时间(通常 30 分钟 - 2 小时,根据构件厚度和树脂固化特性调整)。
固化原理:树脂与固化剂在温度作用下发生交联反应,从液态转变为固态,将增强纤维紧密包裹,形成具有固定形状和力学性能的复合材料构件。
固化监测:通过模具压力传感器、温度传感器实时监控固化过程,避免温度过高导致树脂碳化,或温度过低导致固化不完全。
6. 脱模与后处理:构件修整
脱模操作:待固化完成后,先卸除锁模压力,打开模具上模,使用脱模工具(如顶出杆、撬棍,避免损伤构件)将成型构件从下型腔取出。
后处理:
去除飞边:修剪构件边缘因模具缝隙产生的树脂飞边(可用砂轮、刀具打磨);
表面处理(可选):若构件需提升表面精度,进行打磨、喷漆或涂层处理;
质量检测:通过目视检查(表面无气泡、裂纹)、超声检测(内部无空洞)或力学性能测试(拉伸、弯曲强度),筛选合格产品。
工艺核心控制要点
树脂黏度:需通过预热控制在 50-500mPa・s 范围内,黏度过高会导致浸润速度慢、纤维浸润不充分,过低可能导致流挂或模具泄漏。
注射压力与速度:压力过低易残留气泡,压力过高可能冲散纤维;速度需匹配纤维浸润速度,避免局部树脂堆积。
固化参数:严格控制固化温度和时间,固化不足会导致构件强度低、易变形,固化过度会使构件变脆。