汽车复合材料树脂传递模塑成型工艺和技术

       树脂传递模塑成型工艺(Resin Transfer Moulding)简称RTM。该技术始于1950年代,是从湿法铺层手糊成型工艺和注塑成型工艺中衍生出来的一种新的闭模成型工艺。该工艺一般是在模具的型腔中预先放置玻璃纤维增强材料(包括螺栓、螺帽或聚氨酯泡沫塑料等嵌件),闭模锁紧后,将配好的树脂胶液在一定的温度和压力下,从设置于适当位置的注入孔处注入模腔,浸透玻纤增强材料,然后一起固化,后启模、脱模,得到两面光滑的汽车复合材料制品。图1所示为RTM工艺示意图。

图1 树脂传递模塑成型工艺示意图


       图2所示为RTM的工艺流程。由于是一种闭模成型工艺,因此RTM的优点是:无需胶衣涂层即可使构件获得双面光滑的表面;在成型过程中散发的挥发性物质很少,有利于工人的健康和环境保护;模具制造与材料选择的机动性强,不需要庞大、复杂的成型设备就可以制造出复杂的、有极好制品表面的大型构件;根据设计需求,增强材料可以按任意方向铺放或局部增强,因而容易实现按制品受力状况铺放增强材料的目的。成型效率高、投资少以及易实现自动化生产的特点,使RTM工艺日益为汽车复合材料行业所重视,并逐步成为取代手糊成型、喷射成型的主导成型工艺之一。

图2 RTM工艺流程


       目前,RTM工艺在汽车制造业中的应用已非常广泛,如乘用车的车顶、后厢盖、侧门框和备胎仓,以及卡车的整体驾驶室、挡泥板和储物箱门等都有用RTM工艺生产的。图11所示是用RTM工艺生产的ASTON MARTIN跑车的车身侧围板。

图3 用RTM工艺生产的车身侧围板


       当然,RTM工艺也存在一些不足,如:双面模具的加工费用较高;预成型坯加工生产设备的投资大;对原材料(树脂和玻纤材料)和模具质量的要求高,以及对模具中的设置与工艺要求严格等。目前,对RTM成型工艺的研究和推广不断取得新的进展,主要研究方向集中在:微机控制注射机组、增强材料预成型技术、低成本模具、快速树脂固化体系及工艺稳定性和适应性等方面,涌现出了一系列改良的RTM成型工艺,如 Lite-RTM、VARTM、VIP和TERTM等。