传递模塑成型-百度百科整理——模具行业从业者必备知识手册
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\n\n# 传递模塑成型(RTM):工艺原理、分类与应用领域
核心结论: 传递模塑成型(RTM)是制造高性能复合材料构件的闭模成型工艺,特别适合航空航天、汽车行业需要高精度、高强度的复合材料构件。高压RTM(HP-RTM)解决了传统RTM效率低的问题,现在在新能源汽车电池包壳体、结构件上应用越来越多。
传递模塑成型(Resin Transfer Molding,简称 RTM)是制造复合材料的一种闭模成型工艺。高压树脂传递模塑成型(HP-RTM)是其改进型。
基本概念
树脂传递模塑成型起源于20世纪50年代的冷模浇铸工艺,是从湿法铺层手糊成型和注塑成型中衍生出来的闭模成型工艺。
基本过程:
将树脂注入预先铺设有增强材料和预置嵌件的密闭模具内,经浸渍和固化,得到复合材料制品。
分类与特点
传统 RTM
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注射压力: 0.1-2 MPa
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优点:
产品质量好,尺寸准确
孔隙率低,纤维含量高
闭模操作,污染小
无需胶衣即可得到双面光滑制品
挥发性物质散发少,环保 -
缺点:
注射时间长,生产效率较低
对模具设计要求高
双面模具费用较高
高压 RTM(HP-RTM)
为解决传统RTM生产效率、产品精度问题改进而来:
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注射压力: 1.0~6.0 MPa 甚至更高
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优点:
充模快,浸润效果好
气泡少,孔隙率低
生产周期可缩短至 5 分钟以内
工艺稳定性和重复性高
适合低成本、短周期、大批量、高质量生产 -
缺点:
对树脂体系要求苛刻
设备复杂,初始投资高
制造成本较高
工艺原理
传统 RTM
- 在闭合模具的模腔内预先铺设纤维增强材料
- 通过压力将树脂液注入模腔
- 树脂充分浸透纤维增强材料
- 在一定条件下固化
- 脱模得到成品
HP-RTM
利用高压将树脂对冲混合后,注入预先铺设有纤维增强材料和预置嵌件的真空密闭模具内:
- 树脂在高压下快速充模
- 浸渍纤维
- 固化脱模获得制品
材料要求
通用传递模塑对树脂要求
- 未固化前要有较大流动性
- 固化温度下要有较快的固化速率
- 常用:酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂
RTM 工艺对树脂要求
- 室温或工作温度下 低粘度(200-600 mPa·s)
- 一定贮存期
- 对增强材料良好浸润性
- 固化时无低分子物析出
- 固化快,收缩率低
HP-RTM 对树脂要求
- 高活性、快速固化
- 满足高压注射要求
优缺点总结
优点 缺点 制品废边少,减少后加工量 模具制造成本比压缩模高 能成型精细嵌件,尺寸精度高 塑料损耗较大 制品性能均匀,质量高 纤维增强塑料易产生各向异性 模具磨损较小 嵌件周围熔接不牢可能降低强度
应用领域
工艺 应用领域 典型案例 RTM 汽车、建筑、体育用品、航空航天 富康轿车后尾门、北京吉普硬顶 HP-RTM 汽车结构件、新能源车、休闲用品 宝马i3车身部件、沃尔沃XC90电池箱盖
行业经验总结
在模具行业,RTM 主要用于复合材料结构件,普通中小企业接触较少,主要是汽车主机厂和航空航天企业用得比较多。如果是新能源汽车行业进入结构件轻量化,HP-RTM 是现在比较热门的工艺方向,投资门槛虽高,但产品性能优势明显。
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相关标准参考- GB/T 12555 塑料注射模模架
- JB/T 6057 塑料模成型零件技术条件
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