1、RTM工艺国内外发展现状及市场应用前景,惠柏新材料科技（上海）有限公司,贾 有 福,目录,惠柏新材料科技（上海）有限公司,RTM工艺简介-3RTM工艺衍化-4四大主流RTM工艺技术特点-5RTM工艺发展机遇及市场应用前景-8RTM工艺应用案例-9RTM工艺如何提高生产效率-10惠柏新材简介-10,2,惠柏新材料科技（上海）有限公司,3,RTM工艺简介,RTM工艺是指在模腔中铺放设计好的增强材料或者预成型体，在压力或真空或两者共同的作用下将低粘度的树脂注入模具模腔，树脂在流动充模的过程中完成对增强材料或者预成型体的浸润，并在常温或者加热条件下固化成型而得到复合材料构件的一种工艺方法。因其具有成本
2、低、可设计性强、产品尺寸精度高、表面质量好等优点而得到迅速发展和广泛应用。RTM技术是一种先进复合材料低成本制备技术，因此广受瞩目。欧美很多公司投入巨资用于研究开发RTM工艺，其中仅欧共体投资的“开发RTM工艺技术和应用”项目就耗资290万欧元，美国设置了专科学校，用于培训RTM专业人才。RTM技术已发展到一个成熟阶段，应用范围从民品到国防尖端产品，不但品种繁多，而且数量激增。在过去10年里，美国应用RTM技术的增长率为2025，欧洲为810，RTM技术已成为复合材料生产领域的主导技术之一。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,4,RTM工艺衍化,RTM技术经过50多年的发展，已经衍生出多种成型技
3、术，主要有：传统RTM：成型时闭合模具，向预制件中注入树脂，注射压力约为0714MPa，所得产品的纤维体积含量约为2045。VARTM(真空辅助RTM)：制品孔隙较少，纤维体积含量可提高5060RARTM(橡胶辅助RTM)：使用橡胶模具压紧预成型体并抽真空，使树脂在真空作用下被吸入预制件中，同时也可以给树脂加压(压力较低)。产品的纤维体积含量可达60以上。VIP(真空树脂浸渍法)：利用真空将树脂吸入预制件中进行纤维浸润，产品的纤维体积含量可达60 72左右。L-RTM：是在传统RTM工艺基础上衍生出来的一种新工艺，减轻模具重量，同样可制得两面光制品，通过真空锁模给予模具压力，并通过负压吸入树脂
4、，以此来注满模腔，适合中型大小制品。冷压：适合快速成型，但是制品表面效果较差。多嵌入面模RTM：多多嵌入面模RTM工艺则把工艺中最费时的的铺毡工艺和胶衣喷涂工艺放在主模的嵌入面模上进行，而主模承担的只是灌注和加热固化的部份，因此能极大的提高生产的效率，因些也适合大批量的产品制作。HP-RTM:是近年来推出的一种针对大批量生产高性能热固性复合材料的新型RTM工艺技术，它采用预成型件、钢模、真空辅助排气、高压混合注射、高压下完成树脂的浸渍和固化，实现低成本、短周期、高质量化生产的先进复合材料工艺。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,5,四大主流RTM工艺技术特点,惠柏新材料科技（上海）有限公司,6,
5、传统RTM成型技术的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年）；3、RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；4、增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少；6、建厂投资相对少，项目容易上马。L-RTM工艺的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（3000件/年）；3、L-RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；4、增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少。对于尺寸、大面积的复合材料制件，L-RT
6、M是一种十分有效的成型方法，采用以往的复合材料成型工艺，大型模具的选材困难，而且成本昂贵，制造十分困难，尤其是对于大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。L-RTM工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙率含量小、成型过程中产生的VOC挥发气体少、环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工艺)。产品的性能好等优点，并且工艺具有很大的灵活性。被广泛应用于中小型游艇、风电机舱罩、汽车大包围、工程车覆盖件等等领域。真空导流工艺分为干法和湿法两种。湿法是将手糊或者喷射成型未固化的制品，加盖一层真空袋膜，制品处于薄膜和模具之间，密封周边，抽真空（-0.08MPa），使制品中的气
7、泡和挥发物排除。干法是将增强玻纤铺放到模具上，将真空袋膜与模具周边密封，在抽真空的同时将树脂从模具的另一端由管路导入到模具中，将增强纤维浸润。两种工艺的区别在于干法的玻纤含量可以做的更高。真空导流成型技术的特点：1、可以制造单面光的制品；2、成型效率一般，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（1000件/年）；3、为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；4、增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；5、一次性耗材较多、垃圾回收是个问题，成本相对高；目前用于船艇、风能等大型制品；如豪华游艇，风电叶片、机舱罩等等。真空导流成型工艺过程中，不需要注射设备，只需要一台真空泵；模具只需
8、要单模一般模腔内是负压0.1Mpa，真空导流工艺所用的原材料有树脂体系、增强材料，不添加填料。该工艺用的树脂主要是要求粘度要低，在180300cps。增强材料主要是碳纤维、玻璃纤维，其含量为50%72%。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,7,RTM工艺对基体树脂参数要求：（1）低粘度，仅借助真空即可在增强剂堆积的高密度预成型体中流动、浸润、浸透。（粘度指标120400cps）。对纤维浸入接触角小于8度。（2）适用周期长，具有较长的凝胶时间，较快的固化速度，这样有利于浸透、排气。（3）可在室温下固化，树脂工作寿命满足结构要求。（4）固化时无需额外压力，只需真空负压。（5）具有良好的机械强度及一定
9、的耐温、耐腐蚀性。（6）高温快速固化。,HP-RTM工艺技术特点：高生产率；始终如一的高度自动化；较短的加工周期；自动化预成型加工；节能的压制技术；自清洁高压混合头；无论是预成型加工还是注射过程都无需使用辅助材料；保持出色的表面质量，同时具有低孔隙率。树脂快速充满模腔。改善了树脂浸渍增强材料的质量。加速树脂反应性系统可以获得短的固化周期。对空气的排除和产品的孔隙减少具有重大意义。产品具有卓越的表面性能和质量。产品的厚度和三维形状尺寸偏差低。具有高的工艺稳定性和重复性。可使用内脱模剂和自清洁系统。,RTM工艺对增强纤维织物参数要求（1）增强性，在一定铺层结构设计上满足构件强度要求。（2）导流性，
10、纤维织物易于树脂浸润及导流。（3）赋型性，纤维织物易于在复杂构件中复杂设计角度成型铺放。（4）充模性，在一定厚度产品设计中尽量可以减少铺层，易于充满模腔。（5）兼容性，不同类型纤维织物复合使用时可以相互结合互补使用。（6）耐冲刷性，在一定注射压力下，纤维织物不会松散甚至破坏。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,8,RTM及其衍化工艺从上世纪九十年代引入我国以来，由于多种条件的限制，一直未能得到大规模的推广应用。目前复合材料制造正朝着大型化、整体化、低成本化的方向发展，在众多的复合材料成型工艺中，RTM及其衍化工艺因其具有成本低、产品质量高、适合制造大型、复杂整体结构等诸多特点，近年来在国防工业、
11、民用领域等受到了日益广泛的重视和研究。直到近几年，由于风电行业，游艇行业，汽车零配行业的带动，RTM工艺特别是L-RTM和VARTM得到了迅速的发展,基于以下几点原因，可以预见，该工艺将取代手糊工艺成为主流工艺。1、用工荒，由于人口红利时代也经结束，加之玻璃钢行业目前还是由主流手糊工艺为主，而该工艺在制作过中环境比较差、效率低，使得现在的玻璃钢工厂招人成了一大难，即使招到了，人的流动性也很大，工资涨幅也大，因此，过度依附于手糊工艺成为了玻璃钢行业很多企业发展的一大瓶颈，所以，相对于手糊工艺更容易掌握且环境更为友好的RTM工艺及衍化工艺将成为玻璃钢行业发展的首选工艺。2、越来越严格的环境保护政策
12、的限制，玻璃钢的手糊工艺的特性，显然，也跟不上时代发展的步伐，由于对环境保护和对人的身体健康保护，开模制作的手糊工艺显然是要让位于闭模制作RTM工艺。3、先进、高端复合材料市场对产品品质要求的不断提高，由于RTM工艺具有良好的可设计、可控及较高制品品质，这也是为什么该工艺成为军工、风电、游艇、高铁行业、飞机制造、汽车配件等行业主流的制造工艺。我们可以预见，在复合材料未来的发展过程中，只要我们不断的推广及加大该工艺制造的应用，RTM工艺一定会迎来发展的高潮期，RTM及其衍化工艺将会在复合材料领域将会具有广阔上应用前景。,RTM工艺发展机遇及市场应用前景,惠柏新材料科技（上海）有限公司,9,RTM
13、工艺应用案例国内RTM 工艺开始于 20 世纪 80 年代,但在 90 年代初才申请了第 1 个关于该工艺的专利。其一开始并没有受到人们的高度重视，自 1996 年在船舶上获得成功的应用以来，现在在风电叶片、游艇船体、飞机机身、飞机结构件、汽车壳体、高铁动车内外饰件、众星卡车系列件、环保医疗、碳纤维制件、体育运动器材、家具家居等领域已经得到了广泛的应用。此外，该工艺也应用到了很多公共设施的建设上，从桥梁、楼宇的修复到货物冷藏箱的使用到其他民用基础设施等等。广东宝达船舶工程有限公司采用 VARTM 技术制造 60 客位玻璃钢高速水翼船,广州河源力王实业公司采用传统RTM及冷压工艺制作客车、汽车零
14、配件。北京玻璃钢研究设计院采用 VARTM 工艺制造卡车系列件,如遮阳罩、导流罩、散热器面罩、导风罩、侧护板、低位踏板等。北京嘉捷博大电动车有限公司开发的电动车复合材料车身用于机场摆渡车、高尔夫球车以及卡车等。商飞C919大飞机机翼、垂直尾翼初期基础性研究测试均采用VARTM工艺。中国歼1X飞机波纹梁、副翼翼盒、垂直尾翼、次承力结构等。2014年11月7日，当今世界最大的飞艇在阿拉善中国飞艇基地诞生，并已进入调试阶段，近日将择机进行飞行试验。这架型号为BNST-KT-02的中空飞艇长100米，直径为30米，自重13吨，有效载重达2吨，能升至6000至7000米的高空。国外美国洛克希德马 丁公司
15、研制的 F-35 战斗机首次采用 VIP 工艺制造的飞机座舱，在保证减重效率不变情 况下，成本比热压罐工艺下降了 38%。在由美国 NASA 资助的“波音预成型体”计划 中，V System Composites 公司采用 VIP 工艺，对机翼结构复合材料及带加强筋机身整 体复合材料夹层结构的成型进行了验证。波音公司已就此立项进行研究，对象是大型飞 机机翼蒙皮。VIP 工艺已被用于制造长 3m 的飞机翼梁。北美客车工业(NABI)采用由 TPI 复合材料公司提供的VARTM 技术,制造了 40C2LFW 和 45C2LFW2 CompoBus 的车身壳体。该壳 体使用 E-玻璃布作为增强体，整
16、个车身分两部分制造，13.2 m 长的车身壳体改用复合 材料制造后，重量由原来钢制的 13 t 减轻到 10 t，降低了汽车后轴的载重量，提高了安 全性。如果采用手工铺迭，FRP 制件不仅空隙率太大，而且强度低。宝马公司开发的碳纤维复合材料车身，该车身用于i3电动汽车。宝马公司和SGL通过十多年的研究和试制，开发和生产了用于汽车的碳纤维和碳纤维布。该车身采用HP-RTM工艺制造，现在已经量产，质量标准高、性价比好、生产周期短，i3是全球首次采用碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）骨架的量产车，2013年11月在欧洲上市，2014年4月在日本上市。美国Tesla Roadster电动跑车是一款全
17、CFRP车身的电动跑车，CFRP车身板采用短周期RTM工艺，固化成型周期为20分钟左右。正常情况下每周生产30套车身另部件，最大产量为每周40套，年生产量为1500辆左右。CFRP车身板的力学性能：剪切强度：35Mpa、抗弯强度：471Mpa、杨氏模量：25.8Gpa、Tesla Roadster电动跑车整车重量为1200kg，其中电池的重量达到了450kg，售价为10.9万美元。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,10,RTM工艺如何提高生产效率,RTM及其衍化工艺要得到大力的发展，除了该工艺本身具有高质量，对环境污染小等特点外，还必须能有比手糊更高的生产效率，这样才能使生产厂家在使用该工艺时
18、，获取更高的利润，这样，才能有效的推动该工艺的快速发展，借鉴国内外一些制造企业在使用该工艺时的一些经验，就如何提高RTM工艺生产效率方面，给予几点建议。1、RTM模具增加加热系统，用于复合材料制造的大多数基体树脂都有温度固化曲线，所以生产制品的模具能够进行温度控制具有相当的现实意义，这样有助于优化生产效率。事实上模具温度每提高10，凝胶时间将减半，例如环境温度（20）下，制造一个部件也许固化脱模时间需要60分钟，而在50，同样的树脂体系，制造同一部件，在7.5分钟内就能脱模。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,11,2、增强纤维铺放，采用预成型工艺，在RTM工艺中，纤维铺层是在制造工序中比较占用
19、时间的工序之一，如果先把铺层要用的增强维纤预制好，在铺放时，直接放入模具内，合模后，注入树脂即可，这样就能大大提高生产效率。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,12,3、采用HP-RTM快速成型工艺，减少树脂注射次数，提高预制件的浸渍质量，并缩短成型周期，压机在很短的建压时间内达到450mm/s的合模速度和40mm/s的压制速度。采用高压混合注射，注射速度达到200g/s。树脂体系采用高温快速固化体系，可以达到40s-1min（模具温度100-120）固化脱模，相比于其他RTM工艺极大提高生产效率。自清洁系统消除了耗费成本的停工时间。保证出色的表明品质。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,13,几
20、种FRP成型工艺方法特点对比,惠柏新材料科技（上海）有限公司,鉴于复合材料尤其是先进复合材料发展，国内外市场正在从传统手糊工艺向先进复合材料工艺RTM及衍化工艺转变。所用的原材料也从传统玻纤、聚酯树脂向碳纤维、环氧树脂等领域迈进。尤其近几年碳纤维复合材料的广泛应用，根据最近的报道，到2013年世界PAN基碳纤维的需求量将达到5万t，比2010年增长67%，到2015年可望达到7万t，比2010年扩大2.3倍，而碳纤维复合材料新成形品的开发和不断改进，是本世纪最活跃的研发领域之一。自2001年至今的10多年间，碳纤维复合材料专利的申请量：美国约有1611件，欧洲5181件，日本2510件，中国大
21、陆约806件。近期碳纤维复合材料的研发重点，主要是围绕其大型市场的成型工艺改进和新产品开发，而今后碳纤维增强塑料（CFRP）的轻质结构材料，有望应用于以下几个领域：在内陆和海上发展大型和超大型CFRP+GFRP（玻纤增强塑料）风力发电叶片，已成为无可争议的发展方向。碳纤维补强材料和轻量建筑材料的改进。碳纤维增强热塑/固性树脂复合材料压力容器交通运输工具轻质CFRP结构的充气飞行物或将是未来的新兴产业军工海陆空装备可以预测，谁引领复合材料，尤其是先进复合材料应用技术，谁就能掌控复合材料的发展方向，谁就有行业发展的话语权。,14,惠柏新材料科技（上海）有限公司,惠柏新材简介惠柏新材料科技（上海）有
22、限公司于2010年在上海市嘉定区江桥镇成立，公司前身惠利环氧集团。我公司专注于高性能环氧树脂配方品的开发及生产销售，惠柏新材一直致力于绿色环保新能源材料领域的发展，深入了解市场需求，为客户量身打造适合的产品和解决方案！为了更好的服务于市场，惠柏新材在传统风电树脂体系的技术基础上，进一步扩展市场，先后在复合材料拉挤、缠绕、RTM、模压、预浸料等工艺中推出多款高性能环氧树脂配方产品体系，并于2013年重点推出应用于新能源汽车、轨道交通、航空航天领域无卤阻燃真空导入体系、耐高温（Tg190）真空导入体系树脂、HP-RTM工艺快速固化体系树脂、高性能复合材料粘接剂。,15,能源,交通,生活,惠利集团长
23、期专注于环氧树脂相关行业在中国大陆服务历史超过25年,惠柏新材料科技（上海）有限公司,16,2.产品介绍,惠柏新材料科技（上海）有限公司,17,惠柏新材环氧树脂产品体系,惠柏新材料科技（上海）有限公司,包含叶片真空灌注树脂、叶片手糊树脂、真空模具树脂、手糊模具树脂等产品,风电叶片用环氧树脂,通用型环氧树脂,高性能环氧树脂,拉挤、缠绕用环氧树脂,包含适用于真空、手糊、RTM、模压等工艺的环氧树脂、环氧胶黏剂、丙烯酸结构胶等产品,适用于电缆芯拉挤工艺树脂、高压管道缠绕、阻燃缠绕、碳纤缠绕CNG气瓶等工艺的树脂,超耐高温、超高韧性、真空导流无卤阻燃树脂、HP-RTM快速固化树脂等各种特殊要求的高性能
24、环氧树脂,18,2.1高性能环氧树脂产品,惠柏新材料科技（上海）有限公司,适用于新能源汽车、航空航天、轨道交通、医疗器械、国防军工等先进复合材料领域。适中的粘度，绝佳的操作时间。绝佳的纤维匹配性以及优异的机械性能，保证制品的稳定性。具有超高的特性，专用于高端行业领域。,19,代表产品：LTC-6010碳纤维真空导入环氧树脂GT-910 无卤环保阻燃低粘度环氧树脂TF-3190 超高耐温环氧树脂ML-8190 超高耐温低粘度环氧树脂TFC-4106 碳纤维应用高韧性环氧树脂RA-8920 HP-RTM快速固化体系树脂,GT-910无卤阻燃环氧树脂产品阻燃与烟毒性证书,惠柏新材料科技（上海）有限公
25、司,20,GT-910无卤阻燃环氧树脂产品阻燃与烟毒性证书,惠柏新材料科技（上海）有限公司,21,GT-910无卤阻燃环氧树脂产品阻燃与烟毒性证书,惠柏新材料科技（上海）有限公司,22,2.2风电环氧树脂产品,惠柏新材料科技（上海）有限公司,LT-5078系列真空环氧树脂LT-5089系列手糊环氧树脂LTC-6010系列碳纤维真空环氧树脂ML-5417A/B真空模具环氧树脂ML-5115系列手糊模具环氧树脂ML-812LV系列耐高温真空模具树脂ML-815系列耐高温手糊模具树脂,23,通过德国劳埃德船级社（GL）认证。对玻纤和碳纤维表现出较好的浸润性。冬、夏树脂配方，把气温变化对粘度的影响降至
26、最低。真空树脂操作适用期灵活，根据不同固化剂的选择适用期在 1h 至 4h 范围。手糊树脂低温固化后24h 内达到 60%以上固化度，可进行打磨、承重等操作。,惠柏新材风电环氧树脂产品率先通过GL认证,惠柏新材料科技（上海）有限公司,24,2.3拉挤、缠绕环氧树脂产品,惠柏新材料科技（上海）有限公司,25,缠绕环氧树脂适用于各种类型玻纤、碳纤复合材料缠绕工艺。阶梯耐温等级，可满足各类缠绕产品的需求。较强的柔韧性并保持较高的强度，保证缠绕制品优异的综合性能。常温超长操作时间，保证缠绕过程中的粘度稳定，高温迅速固化成型，有效避免流胶空层等问题。应用于CNG缠绕气瓶、GRE高压管道、高性能复合材料电
27、杆、套筒等各类缠绕产品领域。,拉挤环氧树脂适合高性能复合材料拉挤工艺，最高耐温可达230（DMA）。与各种类型纤维具有优良的匹配性。优秀的拉挤速度，最高可达 100cm/min 以上。在无需添加粉料的情况下得到光滑的制品表面。应用于高性能复合材料电缆芯、碳纤医疗棒材、螺纹复合材料锚杆、拉挤板材、片材、异型材等各类环氧拉挤领域。,2.4通用型环氧树脂产品,惠柏新材料科技（上海）有限公司,26,适合真空、RTM工艺、模压等工艺。对玻纤和碳纤维表现出较好的浸润性。应用于船舶、汽车车体、箱体、提琴盒等真空灌注领域。,产品推荐：LT-5028A/B特性：1、低粘度，适合于真空导流工艺。2、适合于要求固化
28、时间快的复合材料制品。3、可在室温下固化，若加温固化速度及效果更佳。,惠柏新材料科技（上海）有限公司,27,3.合作伙伴,惠柏新材与行业顶尖公司形成多年的良好合作伙伴关系,惠柏新材料科技（上海）有限公司,28,惠柏新材与行业顶尖公司形成多年的良好合作伙伴关系,惠柏新材料科技（上海）有限公司,29,惠柏新材与行业顶尖公司形成多年的良好合作伙伴关系,惠柏新材料科技（上海）有限公司,Too be continued,30,4.公司资质,惠柏新材料科技（上海）有限公司,31,惠柏新材料科技（上海）有限公司,32,惠柏已经通过高新技术企业认证，成为上海市2014年第二批拟认定高新技术企业。根据国家科技部
29、、财政部、国家税务总局颁布的高新技术企业认定管理办法（国科发火2008172 号）、高新技术企业认定管理工作指引（国科发火2008362号）、关于高新技术企业更名和复审等有关事项的通知（国科火字（2011）123号）和上海市高新技术企业认定管理实施办法（沪科合（2008）第025号）的有关规定，经专家合规性审查，现将上海市2014年 第二批拟认定高新技术企业名单（见附件）予以公示。公示地址：http:/,高新技术企业,惠柏新材料科技（上海）有限公司,全自动化生产线，设计年产能超过3万吨,33,惠柏新材料科技（上海）有限公司,复合材料技术应用研发中心,34,惠柏新材料科技（上海）有限公司,质量管理体系认证证书ISO-9001,35,惠柏新材料科技（上海）有限公司,环境管理体系认证证书ISO-14001,36,惠柏新材料科技（上海）有限公司,职业健康安全管理体系认证证书OHSAS-18001,37,惠柏新材料科技（上海）有限公司,38,由于时间仓促，本文内容如有不详和错误，请您指正，谢谢！惠柏新材贾有福,Thank you！,专业源自于我们对材料的热爱,Creating Partners,39,
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