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轻型RTM和常规RTM比较 |
| 新闻来源：http://china.europ.cn 发布日期：2011-10-20 点击量:47 编辑：SMC模具,玻璃钢模具 |
(1)模具
模具是这两种工艺的最大差别，在RTM投资中，由于注射压力大，相当部分的成本花在模具和夹紧装置上。这样对于产量少的产品在价格上是不适合的。RTM工艺模具使用寿命可达5000件以上，生产效率高，适合年产2000件以上的产品。
RTM一Light的最大优势在于其模具生产成本的低廉性，费用大概只有常规RTM模具的一半，但模具使用寿命也低于RTM模具，适合年产1000件左右的产品。 RTM一Light工艺所生产的产品尺寸可以比传统RTM大，通常产品小到相当于一个蓝球帽，大到长8m的船体(约25m2)，但这不是尺寸的最终限制。产品尺寸小于蓝球帽的难度是铺加纤维，而产品大于8m,在如何处理上模上有难度。
玻璃钢模具的缺点是模具表面的使用寿命短。为了得到优良的模具寿命和产品的重复性和尺寸精度，RTM - Light和RTM工艺的模具都必须高质量和具有精确的截面。在复合材料模压工艺中，最终产品的表面要求的成本可达到最终产品价格的60%。复合材料模具能达到汽车表面质量的使用次数为500次，然后要进行模具的表面处理。增加寿命的一个方法是使用可更换模具面(ex-changeablemold skins)，如JHm Technologies公司的专利ZIP RTM技术，可用于RTM和RTM一Light工艺。通过使用可更换模具面来替代易损的模具表面，从而延长模具寿命和提高模具质量，模具使用寿命可达到8000一10000次。当同时使用几个可更换模具面时，由于可以在模具外的可更换模具面上直接上胶衣并加热，从而大大提高了生产效率。
(2)注射压力、流量和设备
RTM工艺的注射压力一般在0.1一0.4MPa,而RTM一Light工艺的注射压力一般不超过.1MPa，通常在0.03-0.07MPa。
树脂注射速率随多种因素影响，如树脂粘度，部件尺寸，纤维类型和铺层结构等，通常的注射速率为1.3一2升／分。
为防止模具变形或冲开上模(尤其是在注射口位置)，这就要求对压力有一个较为严格的控制。用于RTM一Light工艺的注射设备一般都带有压力反馈装置，对压力作闭环控制。也可以在RTM标准设备线上设计一个简单的气压控制(VMPC模具保护)系统和一个和VMPC配合用的POD电子闭环系统，就可以在不导致模具变形和破坏的情况下，利用原生产设备得到最佳的生产率。
设备研究也在向低价化和多用途化发展，Plastech的SSB注射设备，采用专利的活塞改造精密计量泵，其催化剂最低配比可达0.5%，配合工业用MPG(Mould pressureguard)，可由机器自行控制泵速，在12一15秒，可浸渍1m2增强材料，浸润速度可精确控制。骇设备配置其它选项，还可用于手糊工艺的配胶和刷胶等。
(3)生产效率和成本
RTM一Light工艺是一个低成本生产技术。相比传统RTM技术，模具成本低、不需要复杂的籍紧装置或压力系统、投资小、操作简单，节约人力资本等。和开模工艺相比，它具有产品尺寸精度高，空隙率低、生产时苯乙烯的挥发量少，环境友善、材料浪费量少(树脂利用率可达95%)，废品率低，生产效率高等优点。
由于注射压力较低，树脂的流速不能加速到最佳流速，以前RTM一Light工艺的生产速度比RTM工艺少一半，以每班8小时计，对于采用胶衣表面和非加热模工艺，RTM工艺每班可生产10一12模，RTM - Light工艺只能生产4一6模。对于一个34平方英尺需要加热固化的产品，RTM工艺，在使用水压机，加热模具，并有5个可更换模时，每班可生产40模。同样情况的RTM - Light工艺，可生产20模。但不需要用水压机，模具价格也低一半。
近年来通过模具设计和工艺控制的改进，两者生产速度已接近。如Xiraplas公司在采用RTM一Light工艺替代开模工艺后，车间变得井然有序，利用原有的50名工人，和3000m2车间面积，使得产量增加了25%。据该公司声称和原开模工艺相比，生产效率提高了90%。
(4)流道设计
一般RTM工艺的流道设计都从中心注入，从周边排出。但RTM-Light工艺通常从周边流入，从中心排出。我们知道，当树脂从树脂管道进入模腔后，与织物相遇，织物对树脂会产生一个反压力(阻力)。反压力的大小和织物的渗透率、树脂的粘度以及树脂的流速有关，当织物和树脂选定的情况下，则和树脂的流速成正比。以一个面积为3M2，厚度为3mm的产品为例，一般注入压力为0.05MPa，注入时间为6min，注入流量为1.33L/min。如果从中心注入，并保持流量不变，则反压力可增加到0.1MPa以上，从而导致模具的打开或涨模现象，并导致树脂流动前锋失控及产品形成干斑等问题。为此必须要降低流速，但这又延长了注入时间，所以从中心注入，往往要超过6分钟。当从周边注入时，树脂首先进入一个间隙约为1mm的几乎无阻力的周边流道，然后再进入纤维，由于树脂进入纤维的通路增加(由一个点变成一个周边)，相对树脂在织物中的流速也减慢，反压力也减小，注入流量可增加，注入时间可缩短。试验表明，对于一个0.2m2的产品，从周边注人的时间为2.1分钟，而从中心注入为9分钟，速度相差四倍。当然RTM工艺也可以从周边注入树脂，其内腔的压力梯度不变，但压力的最高点从原中心点移到周边，这对控制模具的变形是有利的，因为模具的周边刚性优于中心区，但同时对周边的密封要求也提高了。
流道设计随产品而异，如Spectrayte公司的18m长灯柱，采用长形流道。Brands公司的6m2楼板，由于是不对称结构，采用两个出口，在不同的结构中心，各放了一个树脂收集器(Catchpot)，注射时间15分钟。而荷兰皇家海军的13m2船体制造，由于产品较大，采用了两个对角线安排的树脂进口。
(5)产品精度、结构及其它
RTM和RTM一Light产品的尺寸粘度和重复性都受模压用树脂、工艺控制和产品固化情况的影响。产品截面精度还受工艺中树脂流动速率和注射压力的影响。对于RTM工艺当模具按标准制造，不发生弯曲，合适的夹紧装置或用压机夹紧，则部件的尺寸精度重复性很好，厚度偏差不大于0.OlOmm。而RTM一Light工艺通常上模有一定的变形，但产品尺寸精度也可以达到士0.020mm。个别地方为4士0.030mm。
RTM和RTM一Light工艺都可压制夹芯材料。芯材可采用轻木和泡沫。但RTM工艺有高的注射压力，限制了低密度泡沫材料的使用，泡沫最低密度不小于80Kg/m3，而RTM一Light和ZIP RTM工艺的压力较低，他所用的泡沫密度可小到37Kg/m3。但要指出的是在制造夹芯材料时，芯材的尺寸精确性要满足模具要求，以保证模压工艺和产品质量的重复性。
RTM和RTM一Light工艺也可以使用预制件和嵌件，当使用预制件时可得到高纤维体积含量的产品。
RTM-Light工艺产品可以不上胶衣，只要一般的脱模蜡，产品就可脱模。但RTM产品如不用胶衣，脱模较为困难。
和开模工艺相比RTM一Light的投资还是相对较高，必须考虑产量对于配置模具必需的成本的合理性。此外，工艺的专业性强，日常维护任务重也影响一些手工铺层的复合材料制造商对RTM一Light的使用。
相对于RTM来说，RTM一Light拥有耗能低，对模具的刚性等指标要求不是太高等的优点，但是对树脂的黏度，树脂和增强材料的相容性，还有对树脂前锋的前进速度的要求很高。
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