レジントランスファー成形とインフュージョン

金型の中の乾いた繊維に、液状の樹脂を押し込む(RTM)か、真空で引き込む(インフュージョン)

樹脂トランスファー成形(RTM)と樹脂インフュージョンは、どちらも、金型に敷いた乾いた繊維クロスから始まります。そこに液状の樹脂を、圧力で押し込むか(RTM)、真空で引き込んで(インフュージョン)、すべての繊維を濡らします。ボートの船体、風力タービンのブレード、多くの自動車のボディ部品は、高価なプリプレグやオートクレーブなしで、この方法でつくられます。

RTM と真空インフュージョンの比較:2 つの断面、同じ 4 つのステップ両方のパネルは、下のステップと同じ丸数字を共有しています。色のついた繊維はすでに樹脂で濡れており、流れの先端の前にある斜線の繊維は、まだ乾いています。

しくみ

乾いた繊維を敷く。 布の層を型に入れます。多くは、プリフォーム(すでに部品の形をした乾いた繊維のブランク)に成形しておきます。軽くて剛性の高いサンドイッチパネルにするため、フォームやバルサのコアを加えることもあります。
型を閉じる。 RTM では、硬い 2 つ目の型が上から閉じ、プレスで締め付けます。インフュージョンでは、片面だけの型に柔軟なプラスチックのバッグをテープで貼り、空気を抜きます。
樹脂を送り込む。 RTM は、混合した樹脂(樹脂と硬化剤)を、通常 1〜10 bar で送り込みます。自動車用の高圧 RTM では、はるかに高い圧力です。インフュージョンでは、真空が開いた容器から樹脂を引き込み、フローメッシュ(樹脂を素早く広げる粗い網)がそれを助けます。
充填、硬化、脱型。 樹脂は流れの先端として前へ進み、空気をベントや真空の出口から押し出します。樹脂が出口に届いたら、入口を閉じます。樹脂は、加熱した型の中、室温、またはオーブンの中で硬化(化学反応で固まる)します。そのあと部品を外し、トリミングします。

主なポイント

材料: ガラス繊維、炭素繊維、アラミド(強靭な合成繊維)の織物。ポリエステル、ビニルエステル、エポキシの樹脂。フォームやバルサのコア
代表的な部品: RTM:自動車のルーフやボディ部品、自転車のフレーム、ジェットエンジンのファンブレード。インフュージョン:ボートの船体やデッキ、風力タービンのブレード
部品サイズ: RTM:手のひらサイズから自動車のルーフ程度まで。インフュージョン:ボートの船体や、長さ 100 m を超える風力ブレードまで
精度: RTM:両面が成形され、通常約 ±0.2〜0.5 mm 以内。インフュージョン:片面は正確で、厚さはおよそ 5〜10 % ばらつくことがある
表面仕上げ: RTM:両面ともなめらか。インフュージョン:型側はなめらかで、バッグ側は凹凸がある
向いているロット数: インフュージョン:1 点ものから数百個。RTM:年間数百から数万個
金型・設備コスト: インフュージョン:型 1 つと使い捨てのバッグ材料で、数千ドル(小さな部品)から数百万ドル(風力ブレード用の型)。RTM:対になった 2 つの型に射出ユニットとプレスで、数万ドルから数百万ドル
速度: 高圧 RTM:1 個あたり数分。通常の RTM:およそ 15 分から数時間。インフュージョン:バギングを含めて数時間から 1 日