HP-RTM工艺研究进展
冯云龙
RTM(Resin Transfer Molding)是树脂传递模塑成型的简称。如图1所示，它是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。RTM工艺起源于20世纪50年代的冷模浇铸工艺，至今已有50多年的历史，由于其具有产品质量好、生产效率高、设备及模具投资小，易于生产整体复合材料构件等突出特点得到了迅速发展，可应用于汽车（在我国已成功应用于多种型号汽车部件的制造上，如富康轿车后尾门和尾翼、北京吉普汽车硬顶总成、IVECO汽车高顶、奥拓轿车扰流板和尾翼等）、建筑、体育用品、航空航天及医院器件等领域，能规模化生产出高品质复合材料制品。
RTM工艺主要有三个优点。第一，可制造高质量、高精度、低孔隙率、高纤维含量的构件；第二，无需胶衣也可制备内外表面光滑的制品，生产效率相对高；第二，闭模操作，污染小。RTM工艺用树脂要满足以下几个要求，第一，室温或工作温度下具有低粘度(200-600mPa.s)及一定的贮存期；第二，树脂对增强材料具有良好的浸润性、匹配性及粘附性；第三，树脂体系不含溶剂，固化时无低分子物析出；固化时发热量少；第四，树脂从凝胶化、固化到脱模时间短，收缩率低以保证制品尺寸准确；第五，树脂在固化温度下具有良好的反应性，且后处理温度低。
然而，由于模具设计不当、原材料性能欠佳或用量不合理及工艺参数选择不合理等因素，使用 RTM工艺成型也面临着诸多问题和挑战。一方面，RTM工艺树脂注射压力较低，只有0.1-2MPa，而更高的注射压力会导致预成型件中的纤维扭曲和变形；另一方面，纤维预成型体的渗透性严重影响注射时间，而复杂形状预成型体的浸渍则需要更多的时间；此外，对注射时间的需求不允许快速固化树脂体系的使用，而较长注射和固化时间将导致总的循环周期大大延长，生产效率降低。
为了解决目前RTM工艺方面存在的生产效率低、产品精度不高、孔隙率高等不足，高压树枝传递模塑工艺（High Pressure Resin Transfer Molding）应运而生。如图2所示，HP-RTM工艺是将树脂在真空辅助下高压注入到模具当中，然后在高压下完成浸润和固化，最终得到复合材料成品。
相比较传统RTM，HP-RTM工艺具有具有以下几个优点：第一，充模快、浸润效果好，显著减少了气泡，降低了孔隙率；第二，使用高活性树脂，缩短了生产周期，工艺稳定性和可重复性高；第三，使用内脱模剂和自清洁系统，制件表面效果优秀，厚度和形状偏差小。因此HP-RTM工艺可实现低成本、短周期（大批量）、高质量生产。