RTM工艺实验报告
复材树脂传递模塑成型实验总结
复材树脂传递模塑成型实验总结
众所周知，先进复合材料制品具有优良的性能，但是成本很高，从而限制了它们的广泛应用。
复合材料制品的成本由设计成本、原材料成本和制造成本构成，其中制造成本所占的比重很大。
目前我国先进复合材料部件的制造还是以手工铺层和热压罐固化为主，生产效率低、成品率低、制造成本高。
发展RTM成型工艺对于降低复合材料的制造成本，扩大复合材料的应用范围将会起很大的作用。
此外，对于三维编织增强体而言，RTM 是最有效的成型工艺。
因此可以相信RTM工艺将在关键性复合材料部件的制造中得到越来越广泛的应用。
树脂传递模塑RTM工艺树脂微观流动行为数值分析
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-229 年 $ 月
固体火箭技术
第 -7 卷
艺树脂宏观流动影响重大， 特别是在纤维含量较高的 先进复合材料 !"# 成型过程中， 树脂对于增强纤维的 微观浸润效果是影响材料性能的关键因素
［ $］
( 为纤维束沿 式中, ) / 为纤维束内微观坐标系坐标； 主坐标轴 （ "） 方向厚度的 % 0 - ， 即最大椭圆的长半轴； + 为纤维束沿副坐标轴 （ )） 方向厚度的 % 0 - ， 即最大椭圆 的短半轴。
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05B 工艺中树脂流动行为进行深入分析， 对制定和优 化 05B 工艺参数、 提高复合材料的性能具有重要意 义。 迄今为止， 很多 05B 树脂流动方面的研究大多从 宏观水平分析树脂在纤维预制体内的平均流动现象， 在研究过程中不考虑树脂体系在纤维束内部的微观流
［ @ W F］ 。许多研究表明， 微观浸润行为对 05B 工 动行为
。根据树
脂在 !"# 工艺流动充模过程中的流体力学特点， 文中 建立了树脂在增强纤维束内流动的数学模型。该模型 能够预报影响 !"# 工艺树脂微观流动行为工艺参数 的变化规律。
RTM工艺实验报告
高性能复合材料综合实验学院（系）：航空航天与力学学院实验课程：航空材料实验人：秦川学号：103560 试验日期：2011.5一．实验目的1.掌握RTM成型工艺，操作方法；2.复合材料的力学性能测试做好准备；二．实验原理聚酯与固化剂和促进剂充分混合后，可在常温下自然固化。
通过空气增压机将聚酯注入模具可排除气泡，并使树脂与纤维充分接触，减少复合材料缺陷。
三．实验仪器1.空气压缩机；2.RTM模具；3.储料罐；4.尼龙管、金属卡箍5.麻布、丙酮、聚酯、促进剂、固化剂、脱模剂；6.扳手、秒表等。
四．实验内容1.准备（1）清理储料罐、模具；（2）剪麻布（黄麻布）200*140mm（六层）110℃两小时烘干、称重；（3）清理上下模具表面及各浇冒、喷脱模剂；（4）放入布料，布料的两端距模具浇冒口5-15mm；（5）用密封胶条粘在下模具内沿与布各占胶条宽1/2；（6）盖上磨，对角紧十个螺栓，至少三遍；（7）用压缩空气检查密封后的模具，不得漏气；（8）300克聚酯、加1%促进剂搅拌、加2%引发剂搅拌后静置排气（必须遵循先后次序）。
2.制作：（1）连接管路，压缩空气出口与储料罐上端、储料罐下端与模具浇口、冒口与大气用尼龙管连接，除冒口与大气外其他连接必须用金属卡箍拧紧；（2）将静置后的聚酯导入储料罐，盖上盖（罐体与罐盖之间必须用硅橡胶垫密封）；（3）紧固6个螺栓，确保密封；（4）压缩空气机压气至自动停止（约0.8Mpa）;（5）将出气调压阀调至0.1Mpa，开启压缩空气出口阀压入聚酯；（6）等模腔充满树脂，并且冒口有部分聚酯溢出时关闭压缩空气出口阀，将与储料罐连接的管子拔出，卸压；（7）固化约3-4小时。
3.卸模：（1）松开十个螺栓；（2）拧紧卸模螺栓，使上下模分离，取出成品板；（3）去除多余固化树脂，称重册板厚计算树脂含量；（4）清理模具和储料罐。
4.弯曲试样的制作：12.7*60*3mm切8片每组2片。
四．注意事项1.实验前应检查软管和通气口是否通畅，密封是否良好；2.螺栓应按对角一次上好，不得少上螺栓；3.黄麻不得填放过多，否则会使玻璃炸裂；4.实验全程实验者不得离开。
试介绍树脂传递法(rtm)及该工艺过程的特点
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RTM-模压工艺制备厚截面复合材料研究
目录摘要 (i)第一章绪论 (1)1.1 树脂传递模塑工艺（RTM）及其衍生工艺概述 (1)1.1.1树脂传递模塑工艺 (2)1.1.2 软模辅助RTM工艺 (3)1.1.3 真空辅助RTM工艺（VARTM） (4)1.1.4 高压RTM工艺（HP-RTM） (5)1.2 RTM-模压工艺及其研究进展 (6)1.2.1 RTM-模压工艺基本原理及特点 (7)1.2.2 RTM-模压工艺国内外研究现状 (7)1.2.3 RTM-模压工艺的关键工艺参数及其影响 (8)1.3 本文选题依据及研究内容 (10)第二章RTM-模压工艺制备厚截面复合材料试验方案设计及试样制备 (12)2.1 主要实验材料与仪器设备 (12)2.1.1树脂体系的选择 (12)2.1.2增强材料的选择 (13)2.1.3主要实验仪器设备 (15)2.2 正交试验方案设计 (15)2.3 RTM-模压工艺制备厚截面复合材料的工艺流程 (16)2.4 复合材料性能测试与表征方法 (18)第三章RTM-模压工艺用模具分析及设计 (22)3.1 RTM-模压模具设计方案 (22)3.2 RTM-模压工艺用模具的基本性能要求及设计方案 (23)3.2.1 RTM-模压工艺用模具的基本性能要求 (23)3.2.2 模具材料的选择 (23)3.2.3 模具结构的设计 (25)3.3 RTM-模压工艺模具受力分析及尺寸确定 (29)3.4模具加工与检测 (33)3.5本章小结 (36)第四章RTM-模压工艺制备厚截面复合材料性能分析 (38)4.1 正交试验分析及参数优化 (38)4.1.2结果分析与参数优化 (38)4.2RTM-模压工艺制备厚截面复合材料力学性能分析 (43)4.2.1制备异形厚截面复合材料 (43)4.2.2厚截面复合材料的弯曲性能 (44)4.2.3 厚截面复合材料的压缩性能 (46)4.2.4厚截面复合材料的层间剪切强度 (48)4.3RTM-模压工艺制备厚截面制品孔隙率计算与分析 (50)4.3.1复合材料的孔隙率计算 (50)4.3.2RTM-模压工艺制备复合材料的孔隙率分析 (51)4.3.3小结 (52)4.4RTM-模压工艺制备厚截面制品断面形貌分析 (52)4.4.1厚截面复合材料横截面的SEM分析 (52)4.4.2厚截面复合材料弯曲破坏断裂面的SEM分析 (53)4.4.3厚截面复合材料压缩破坏断裂面的SEM分析 (55)4.4.4厚截面复合材料层间剪切破坏断裂面的SEM分析 (56)4.5本章小结 (57)第五章结论与展望 (59)5.1全文总结 (59)5.2 研究展望 (60)致谢 (61)参考文献 (63)作者在学期间取得的学术成果 (68)表2.1 实验所采用的树脂体系 (12)表2.2 树脂体系室温（25℃）的基本性能参数 (13)表2.3 常用玻璃纤维的性能[62] (14)表2.4 实验中E玻纤主要性能参数 (15)表2.5 实验设备 (15)表2.6 试验因素及水平 (16)表2.7 正交表 (16)表3.1 常见模具材料的特点 (24)表3.2 常见模具材料的适用范围 (24)表3.3 45号钢常温下的基本性能 (25)表3.4 模具材料的基本性能 (33)表4.1 正交试验结果 (38)表4.2 试样的弯曲强度和弯曲模量 (45)表4.3 试样的压缩强度和压缩模量 (47)表4.4 试样的层间剪切强度 (49)表4.5 主要测试数据 (50)表4.6 试样的孔隙率 (51)图1.1 RTM工艺流程简图 (2)图1.2 软模辅助RTM工艺原理示意图 (4)图1.3 VARTM工艺原理示意图 (5)图1.4 VIMP工艺原理示意图 (5)图1.5 HP-RTM原理示意图 (6)图1.6 RTM-模压工艺原理示意图 (7)图2.1 环氧EP CYD-128/70#酸酐60℃时的粘度-时间特性曲线 (13)图2.2 环氧EP CYD-128/70#酸酐80℃时的粘度-时间特性曲线 (13)图2.3 斜纹布及其示意图 (14)图2.4 RTM-模压工艺工艺的基本流程 (16)图2.5 经过处理的RTM-模压平板模具 (17)图2.6 纤维增强体的铺放 (17)图2.7 定位螺杆 (17)图2.8 热电偶位置示意图 (18)图2.9 试验采用的固化制度 (18)图2.10 复合材料层间剪切力试样的形状及尺寸 (20)图2.11 排水法测量密度装置 (20)图3.1 常见RTM-模压模具设计方案 (23)图3.2 平板构件模具的流道设计 (26)图3.3 异形构件模具进胶口、出胶口及流道设计 (26)图3.4 压缩密封原理图 (27)图3.5 活塞系统结构图 (28)图3.6 两种密封方式示意图 (28)图3.7 限位方式示意图 (29)图3.8 阳模受力位置 (30)图3.9 网格划分及阳模位移云图 (31)图3.10 网格划分及阴模位移云图 (32)图3.11 异形模具剖面图 (33)图3.12 平板构件模具的主要尺寸 (34)图3.13 异形构件模具的主要尺寸 (35)图3.14 平板构件模具实物图 (36)图3.15 异形模具实物图 (36)图4.2 因素和参数对试样压缩性能的影响权重和影响情况 (39)图4.3 因素和参数对试样剪切性能的影响权重和影响情况 (40)图4.4 因素和参数对试样孔隙率的影响权重和影响情况 (40)图4.5 不同参数对复合材料性能的影响 (42)图4.6 不同参数组合下四种性能的比较 (43)图4.7 异形构件 (44)图4.8 厚截面复合材料板弯曲性能测试及破坏试样 (45)图4.9 不同平面RTM-模压试样的弯曲强度和弯曲模量变化曲线 (46)图4.10 厚截面复合材料板压缩性能测试及破坏试样 (47)图4.11 不同平面RTM-模压试样的弯曲强度和弯曲模量变化曲线 (48)图4.12 厚截面复合材料板弯曲性能测试及破坏试样 (49)图4.13 不同平面RTM-模压试样的层间剪切强度变化曲线 (50)图4.14 两种工艺试样孔隙率的比较 (51)图4.15 不同平面试样孔隙率变化曲线 (51)图4.16 试样的截面扫描电镜图 (53)图4.17 试样上下弯曲破坏断裂面扫描电镜图 (55)图4.18 试样压缩破坏断裂面扫描电镜图 (56)图4.19 试样剪切破坏断裂面扫描电镜图 (57)摘要采用传统RTM及其衍生工艺制备的复合材料制品的纤维体积分数较低（一般为40%），孔隙率难以有效降低，限制了复合材料性能的充分发挥和工艺的推广应用，尤其难以应用于制备高纤维体积分数的厚截面复合材料主承力结构件。
RTM工艺
树脂传递模塑成型工艺RTM工艺的主要原理是在模腔中铺放按性能和结构要求设计的增强材料预成形体，采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统，以保证树脂流动流畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，还具有加热系统，可加热固化成形复合材料构件。
它是一种不采用预浸料，也不采用热压罐的成形方法。
因此，具有效率高、投资、绿色等优点，是未来新一代飞机机体有发展潜力的制造技术。
该方法的优点是环保、形成的层合板性能好且双面质量好，在航空中应用不仅能够减少本身劳动量，而且由于能够成形大型整体件，使装配工作量减少。
但是树脂通过压力注射进入模腔形成的零件存在着孔隙含量较大、纤维含量较低、树脂在纤维中分布不匀、树脂对纤维浸渍不充分等缺陷，因此该技术还有改进潜力。
该工艺还能帮助生产尺寸精确，表面工艺精湛的复杂零件。
树脂传递模塑工艺还有一个特点是，能够允许闭模前在预成型体中放入芯模填充材料，避免预成型体在合模过程中被挤压。
芯模在整个预成型体中所占的比重较低，大约在0-2%之间。
下表是一些常见RTM成型产品的缺陷问题和解决办法。
粗纱、硬度大再选牌号邹折玻璃纤维流动错位用对预成型坯粘结剂有效的粘结剂，减慢注入速度玻璃纤维类型质量不好选择质量好的玻纤挠曲变形脱模时固化不完全促进树脂固化，用补强材料提高刚度使用矫正夹具树脂固化收缩使用低收缩剂，使用填料RTM工艺成功事例：图：ASC – II桨叶通过美国联邦航空局的认证，成功运用于派珀飞机上（Piper Matrixaircraft），ASC – II桨叶同样适用于Cirrus的SR - 22和其他通用航空飞机。
来源：派珀飞机公司Hartzell公司使用自有设计软件--PROP Code和ANSYS公司开发的有限元分析（FEA）软件对桨叶上应力的分配进行分析和设计，然后用另一个内部开发程序来生成ASC - II复合层压结构。
汉克将这种泡沫夹芯三明治结构设计描述为单体横造结构。
三维编织复合材料制造技术—RTM工艺详解
三维编织复合材料制造技术—RTM工艺详解三维编织复合材料是利用纺织技术，通过编织形成干态预成形件，将干态预成形件作为增强体，采用树脂传递模塑工艺（RTM）或树脂膜渗透工艺（RFI），进行浸胶固化，直接形成复合材料结构。
作为一种先进的复合材料，已成为航空、航天领域的重要结构材料, 并在汽车、船舶、建筑领域及体育用品和医疗器械等方面得到了广泛应用。
传统复合材料经典层合板理论已无法满足其力学性能分析，国内外学者建立了新的理论和分析方法。
三维编织复合材料是仿织复合材料之一，是由采用编织技术织造的纤维编织物（又称三维预成形件）所增强的复合材料，其具有高的比强度、比模量、高的损伤容限和断裂韧性、耐冲击、抗开裂和疲劳等优异特点。
三维编织复合材料的发展是因为单向或二向增强材料所制得的复合材料层间剪切强度低、抗冲击性能差、不能用作主承力件，L.R.Sanders于1977年把三维编织技术引入工程应用中。
所谓3D编织技术是通过长短纤维在空间按一定的规律排列，相互交织而获得的三维无缝合的完整结构，使复合材料不再存在层间问题，且抗损伤能力大大提高。
其工艺特点是能制造出各种规则形状及异形实心体，并可使结构件具有多功能性，即编织多层整体构件。
目前三维编织的方式大约有20多种，但常用的有4种，分别是极线编织（polar braiding）、斜线编织（diagonalbraiding or packing braiding）、正交线编织（orthogonal braiding）和绕锁线编织（warp interlock braiding）。
三维编织中又有多种型式，例如二步法三维编织、四步法三维编织、多步法三维编织。
树脂传递模塑法发展史三维编织复合材料成型工艺主要有树脂传递模塑法（RTM，Resin Transfer Molding），它是将液态树脂注入闭合模具中浸润增强材料并固化成型的工艺方法，是近年来发展迅速地适宜多品种、中批量、高质量先进复合材料制品生产的成型工艺，它是一种接近最终形状部件的生产方法，基本无需后续加工。
RTM工艺
采用RTM工艺制作纤维增强树脂板
采用现有真空袋工艺制作测试用纤维增强板存在纤维容易弯曲、褶皱，表面凹凸不平、厚度不一，操作过程繁琐、耗时等问题，采用RTM工艺可以解决上述问题。
1.RTM模具有一定的刚度和光亮度，可以保证制品厚度和平整度，增强了测试时不同样品的横向对比性；
2.RTM工艺可以保证纤维布在一个框架内，不易移动，保证纤维顺直，使制作的试样更有代表性；
3.可以省去铺脱模布、导流网、真空袋等过程，节约了操作时间。
根据国标检测方法中的试样要求，RTM模具内部尺寸设计应为425×300×2（mm）。
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高性能复合材料综合实验
学院（系）：航空航天与力学学院
实验课程：航空材料实验人：秦川
学号：103560 试验日期：2011.5
一．实验目的
1.掌握RTM成型工艺，操作方法；
2.复合材料的力学性能测试做好准备；
二．实验原理
聚酯与固化剂和促进剂充分混合后，可在常温下自然固化。
通过空气增压机将聚酯注入模具可排除气泡，并使树脂与纤维充分接触，减少复合材料缺陷。
三．实验仪器
1.空气压缩机；
2.RTM模具；
3.储料罐；
4.尼龙管、金属卡箍
5.麻布、丙酮、聚酯、促进剂、固化剂、脱模剂；
6.扳手、秒表等。
四．实验内容
1.准备
（1）清理储料罐、模具；
（2）剪麻布（黄麻布）200*140mm（六层）110℃两小时烘干、称重；
（3）清理上下模具表面及各浇冒、喷脱模剂；
（4）放入布料，布料的两端距模具浇冒口5-15mm；
（5）用密封胶条粘在下模具内沿与布各占胶条宽1/2；
（6）盖上磨，对角紧十个螺栓，至少三遍；
（7）用压缩空气检查密封后的模具，不得
漏气；
（8）300克聚酯、加1%促进剂搅拌、加
2%引发剂搅拌后静置排气（必须遵
循先后次序）。
2.制作：
（1）连接管路，压缩空气出口与储料罐上
端、储料罐下端与模具浇口、冒口与
大气用尼龙管连接，除冒口与大气外
其他连接必须用金属卡箍拧紧；
（2）将静置后的聚酯导入储料罐，盖上盖（罐体与罐盖之间必须用硅橡胶垫密封）；
（3）紧固6个螺栓，确保密封；
（4）压缩空气机压气至自动停止（约0.8Mpa）;
（5）将出气调压阀调至0.1Mpa，开启压缩空气出口阀压入聚酯；
（6）等模腔充满树脂，并且冒口有部分聚酯溢出时关闭压缩空气出口阀，将与储料
罐连接的管子拔出，卸压；
（7）固化约3-4小时。
3.卸模：
（1）松开十个螺栓；
（2）拧紧卸模螺栓，使上下模分离，取出成品板；
（3）去除多余固化树脂，称重册板厚计算树脂含量；
（4）清理模具和储料罐。
4.弯曲试样的制作：
12.7*60*3mm切8片每组2片。
四．注意事项
1.实验前应检查软管和通气口是否通畅，密封是否良好；
2.螺栓应按对角一次上好，不得少上螺栓；
3.黄麻不得填放过多，否则会使玻璃炸裂；
4.实验全程实验者不得离开。
5.实验结束应及时清理模具和储料罐。
五．实验感想
从这次试验中，我认识到，在进行实验时安全问题十分重要，一定要注意。
老师在做实验的过程中向我们讲述了一个学长因为实验时疏忽大意忽略了安全因素而导致了一场惨剧。
这对我们很有警醒作用，在以后不论进行何种实验，安全问题一定要注意。
如果不能保证实验的安全性，宁可不做也不能乱做。