RTM工藝的基本原理如下圖所示，先在模腔內(nèi)預(yù)先鋪放增強材料預(yù)成型體、芯材和預(yù)埋件，然后在壓力或真空作用力下將樹脂注入閉合模腔，浸潤纖維，固化后脫模，再進行二次加工等后處理工序。

    影響RTM工藝的工藝參數(shù)包括樹脂黏度、注射壓力、成型溫度、真空度等，同時這些參數(shù)在成型過程中是互相關(guān)聯(lián)和互相影響的。

  （1）樹脂黏度  適用于RTM工藝的樹脂應(yīng)該具有較低的黏度，通常應(yīng)小于600mPa•s，小于300mPa•s時工藝性會表現(xiàn)地更好。當所使用的樹脂黏度較高時通常提高樹脂和成型溫度來降低樹脂黏度，以利于更好地實現(xiàn)充模過程。

  （2）注射壓力  注射壓力的選擇取決于纖維的結(jié)構(gòu)形式和纖維含量以及所需要的成型周期。很多的研究資料都表明，較低的注射壓力有利于纖維的充份浸漬，有利于力學(xué)性能的提高。通過改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、纖維鋪層設(shè)計、降低樹脂黏度、優(yōu)化注射口和排氣口的位置、使用真空輔助等手段，都可以實現(xiàn)降低注射壓力。

  （3）成型溫度  成型溫度的選擇受模具自身能夠提供的加熱方式、樹脂固化特性及所使用的固化體系的影響。較高的成型溫度能夠降低樹脂的黏度，促進樹脂在纖維束內(nèi)部的流動和浸漬，增強樹脂和纖維的界面結(jié)合能力。有資料數(shù)據(jù)顯示，較高的溫度能夠提高產(chǎn)品的拉伸強度。

  （4）真空度  在成型過程中使用真空輔助可以有效降低模具的剛度需求，同時促進注射過程中空氣的排除，減少產(chǎn)品的孔隙含量。通過實驗數(shù)據(jù)測定，在真空條件下成型的平板平均孔隙含量只有0.15％，而沒有真空的平板孔隙含量達到1％。

    隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，RTM工藝已經(jīng)發(fā)展出了一系列的衍生工藝，代表性的工藝包括：Light-RTM、SCRIMP(Seemann Composites Resin Infusion Molding Process)、RFI(Resin film infusion)等。

1.Light-RTM成型技術(shù)

    Light-RTM通常稱之為輕質(zhì)RTM，該工藝是在真空輔助RTM工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。適用于制造大面積薄壁產(chǎn)品。該工藝的典型特征是下模為剛性模具，而上模采用輕質(zhì)、半剛性的模具，通常厚度在6～8毫米。工藝過程使用雙重密封結(jié)構(gòu)，外圈真空用來鎖緊模具，內(nèi)圈真空導(dǎo)入樹脂。注射口通常為帶有流道的線型注射方式，有利于快速充模。由于上模采用了半剛性的模具，模具成本大大降低，同時在制造大面積的薄壁產(chǎn)品時，模具鎖緊力由大氣壓提供，保證了模具的加壓均勻性，模制產(chǎn)品的壁厚均勻性非常好。

2.SCRIMP成型技術(shù) 

    SCRIMP成型技術(shù)是由美國西曼復(fù)合材料公司在美國獲得專利權(quán)的真空樹脂注入技術(shù)。與之類似的工藝有多種，但名稱各不相同，以SCRIMP工藝最有代表性。其工藝原理是：在真空狀態(tài)下排除纖維增強體中的氣體，通過樹脂的流動、滲透，實現(xiàn)對纖維的浸漬。成型模具首先將一層或幾層纖維織物鋪放于模具上，再放好各種輔助材料，然后用真空袋密封，開啟樹脂閥門吸注膠液，充滿模具最后固化成型。

    與傳統(tǒng)的RTM工藝相比，它只需一半模具和一個彈性真空袋，這樣可以節(jié)省一半的模具成本，成型設(shè)備簡單。由于真空袋的作用，在纖維周圍形成真空，可提高樹脂的浸濕速度和浸透程度。與RTM工藝相反，它只需在大氣壓下浸漬、固化；真空壓力與大氣壓之差為樹脂注入提供推動力，從而縮短成型時間。浸漬主要通過厚度方向的流動來實現(xiàn)，所以可以浸漬厚而復(fù)雜的層合結(jié)構(gòu)，甚至含有芯子、嵌件、加筋件和緊固件的結(jié)構(gòu)也可一次注入成型。SCRIMP工藝適用于中、大型復(fù)合材料構(gòu)件，施工安全、成本較低。

3.RFI成型技術(shù)  

    RFI首次是由L．Letterman(美國波音公司)申請的專利，最初是為成型飛機結(jié)構(gòu)件而發(fā)展起來的。近年來，這種技術(shù)已改進了RTM中纖維含量低、模具費用昂貴、易生成缺陷等缺點。RFI也是采用單模和真空袋來驅(qū)動浸漬過程。查看更多玻璃鋼產(chǎn)品工藝信息登錄復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)，工藝過程是將預(yù)制好的樹脂膜鋪放在模具上，再鋪放纖維預(yù)成型體并用真空袋封閉模具；將模具置于烘箱或熱壓下加熱并抽真空，達到一定溫度后，樹脂膜熔融成為黏度很低的液體，在真空或外加壓力的作用下樹脂沿厚度方向逐步浸潤預(yù)成型體，完成樹脂的轉(zhuǎn)移；繼續(xù)升溫使樹脂固化，最終獲得復(fù)合材料制品。

RFI工藝與現(xiàn)有的成型技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

   (1)不需要復(fù)雜的樹脂浸漬過程，成型周期短，能一次浸漬超常厚度纖維層，具有高度三維結(jié)構(gòu)的縫編、機織預(yù)制件都能浸透，并可加入芯材一并成型；

   (2)樹脂膜在室溫下有高的粘結(jié)性，可粘著彎曲面；

   (3)成型壓力低，不需額外的壓力只需真空壓力；

   (4)模具制造與材料選擇的靈活性強，不需要龐大的成型設(shè)備就可以制造大型制件，設(shè)備和模具的投資低；

   (5)成型產(chǎn)品孔隙率低(<0.1％)，纖維含量高(重量含量接近70％)，性能優(yōu)異。

    RFI工藝也存在一些不足之處，如：對樹脂體系要求嚴格；不太適合成型形狀復(fù)雜的小型制件；由于采用真空袋壓法，制品表面受內(nèi)模的影響，達不到所需的復(fù)雜程度及精度要求；RFI工藝中，樹脂的用量不能精確計量，需要吸膠布等耗材除去多余樹脂，因而固體廢物較多。

    RTM用的纖維類型包括E玻纖、R玻纖和S玻纖，以及各種高強高模碳纖維和芳綸纖維。所使用的玻璃纖維織物結(jié)構(gòu)形式包括表面氈、機織布、短切氈、連續(xù)氈、縫編氈、多軸向織物、RTM專用復(fù)合氈以及立體編織物等多種類型。碳纖維等高性能纖維通常使用不同織造方法的布，在很多高性能部件的制造場合，三維立體仿形織物的應(yīng)用越來越多。

1.機織布

    方格布是最為常見的機織布，其它類型的機織布如斜紋布、緞紋布等都可以用于RTM工藝。各種類型的機織布在鋪層時很容易發(fā)生皺折和扭曲，不容易鋪放到位。因此機織布通常用于一些型面變化比較簡單的產(chǎn)品，為保證纖維在模具內(nèi)的穩(wěn)定，可以使用特定的粘接劑固定織物，也可以采用手工縫編的方式，用滌綸線將布與布之間縫合在一起。

2.短切氈

    短切氈用于RTM工藝的優(yōu)點是成本低，變形性好，缺點是耐沖刷性差，但是如果在靠近模具注射口的短切氈上面鋪放機織布，可以降低樹脂對纖維的沖刷。從實際使用的情況來看，短切氈和機織布配合使用可以提高制品層間的剪切性能，同時實現(xiàn)纖維在不同分布方向上的互補。

3.連續(xù)氈

    玻璃纖維連續(xù)原絲氈是一種重要的玻纖無紡增強基材，它是以一定數(shù)量的連續(xù)玻纖原絲隨機分散成圈狀均勻分布于網(wǎng)帶上，靠原絲間互相交搭的連鎖作用及少量粘結(jié)劑結(jié)合成氈。連續(xù)氈的單位面積質(zhì)量為225～900g／m2，厚度為2～5毫米。由于連續(xù)氈具有各向同性、抗移性好、耐樹脂沖刷、貼覆性好、制品強度高等優(yōu)點，成為RTM工藝中非常重要的一種增強材料。

    國外連續(xù)氈生產(chǎn)工藝主要采用“一步法”成氈技術(shù)，即在玻璃池窯拉絲漏板下布置多臺成型工藝裝置，通過數(shù)臺拋絲機將纖維拉出并直接鋪撒在行進的網(wǎng)帶上形成氈坯，再經(jīng)過施膠、烘干，收卷成氈。這種工藝的特點是纖維分束性好，產(chǎn)量大，自動化程度高。目前國際上“一步法”成型生產(chǎn)工藝以美國歐文斯•科寧公司和法國圣戈班公司為代表。

4.縫編氈

    縫編氈是通過縫編機將不同的類型纖維縫合成纖維氈的結(jié)構(gòu)形式?？p編氈可以通過不同的縫合方式實行纖維織物多種增強結(jié)構(gòu)形式，是RTM工藝中應(yīng)用最多、成本較低的一種增強材料。各種縫編氈的類型包括：

 （1）單軸向織物  僅在與織物長度方向0(經(jīng)向)或90(緯向)的一個方向平行鋪設(shè)無捻粗紗并縫合成織物。

 （2）雙軸向織物  與織物長度方向成0、90、±45度的四個方向任意兩個方向平行鋪設(shè)無捻粗紗，每個方向各自形成獨立的紗層并縫合成雙軸向織物。

 （3）多軸向織物  在與織物長度成0、90、±45的四個方向任意三個或四個方向上平行鋪設(shè)無捻粗紗，然后縫合成多軸向織物。

 （4）縫編短切氈  用組合在縫編機上的短切機，將無捻粗紗短切并鋪撒均勻、然后縫合成氈。

 （5）縫編復(fù)合氈  將單軸向織物、雙軸向織物、多軸向織物中的任意一種與縫編短切氈在縫編機上可縫合制成2～5層縫編復(fù)合氈。

5.三維立體編織物

   三維編織是通過長短纖維相互交織而獲得的三維無縫合的完整結(jié)構(gòu)，其工藝特點是能制造出規(guī)則形狀及異形實心體并可以使結(jié)構(gòu)件具有多功能性——即：編織多層整體構(gòu)件。三維織物主要應(yīng)用于對力學(xué)性能要求非常高的航空航天結(jié)構(gòu)部件的制造。

   編織工藝的原理是：由許多按同一方向排列的纖維卷通過紗線運載器精確地沿著預(yù)先確定的軌跡在平面上移動，使各纖維相互交叉或交織構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，最后打緊交織面而形成各種形態(tài)增強結(jié)構(gòu)的三維織物。

三維編織的優(yōu)點：

 （1）異型件一次編織整體成型，實現(xiàn)了人們“直接對材料進行設(shè)計”的構(gòu)想；

 （2）結(jié)構(gòu)不分層，層間強度高，綜合力學(xué)性能好。

三維編織的缺點：

 （1）生產(chǎn)成本高，人力物力消耗大；

 （2）編織速度慢；

 （3）制件尺寸受到很大限制。

   黏度：樹脂黏度范圍在0.1～1Pa•s，一般為0.12～0.5 Pa•s。黏度太高或太低可能導(dǎo)致浸漬不良，或形成大量的孔隙和未被浸漬的區(qū)域，影響制品的性能和質(zhì)量。黏度太高的樹脂需要較高的注射壓力，容易導(dǎo)致纖維被沖刷。

   相容性：樹脂對增強材料應(yīng)具有良好的浸潤性、匹配性和界面性能。

   反應(yīng)活性：RTM工藝用樹脂的反應(yīng)活性應(yīng)表現(xiàn)為兩個階段，在充模過程中，查看更多玻璃鋼產(chǎn)品工藝信息登錄復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)，反應(yīng)速度慢，不影響充模，充模結(jié)束后，樹脂在固化溫度條件下開始凝膠，并迅速達到一定的固化程度，這樣才能減少模具占用時間，提高生產(chǎn)效率。

   收縮率：樹脂收縮率要低，樹脂收縮率過大會增加孔隙率和制品裂紋的機會。 

   模量：在滿足力學(xué)性能的前提下，樹脂模量適中。高模量的樹脂產(chǎn)生高熱應(yīng)力，容易引起制品變形和產(chǎn)生裂紋。

   韌性和斷裂延伸率：樹脂這兩個指標主要與制品抗沖擊與耐裂紋性能成正比，較高值可提高樹脂耐熱裂紋的能力。