HP-RTM工藝之我見 zund XL-1200-路牌台中雷射切割雕刻代工－侯文君焦點新聞熱搜

近幾年來，HP‐RTM（高壓RTM）工藝炒得火熱，在微信朋友圈和業內網站，隔三差五就會冒出一個相關的信息來。
　　我多次在微信朋友圈或在朋友私下聊天中發表此工藝屬于“坑”的觀點，總是引來不少業內人士的非議。
　　作為一個復合材料行業的技術人員，車咕嚕話說過太多遍，我覺得似乎有必要將個人觀點加以整理，以避免繼續“車咕嚕”。
　　有感于從事復合材料專業并能真正得窺門徑的人很少，因此將微信朋友圈中發表的一點淺見整理出來，希望能夠給打算上這種工藝的企業一個建議，也算給行業發展積點功德。
　　上文說到的“業內人士的非議”，開頭的句話，大抵都是：“寶馬都在用這個工藝，為什么你說他不好”。
　　正好，我有位朋友供職于寶馬，具他透露，寶馬只是在十年前的i3項目中使用了此工藝，后面的i4至i7項目中并沒有使用。
　　至于后面使用的是什么工藝，該友人說，公司嚴格保密，他也不清楚。
　　其實也不難理解，如果不是寶馬公司已經放棄，怎么可能允許設備開發商大肆推廣和向第三方轉讓？


　　HP‐RTM應用于碳纖維汽車部件 Source: BMW
　　初次看到這個工藝的介紹，我的感覺就是，開發這個工藝的公司，應該不是復合材料行業的，倒像一個“用資源改變原理”（引自劉慈欣先生科幻小說《三體》）的重型機械行業的企業。
　　后來，經過調查了解，果不其然，真是這種情況，迪芬巴赫公司（Dieffenbacher）和克勞斯瑪菲公司（KraussMaffei）正是歐洲加工機械領域的翹楚。

　　Source: KraussMaffei
　　我們不妨來揣摩一下HP‐RTM工藝的出臺過程。
　　當寶馬公司打算用碳纖維復合材料來制造i3汽車的車身時，傳統的，用來生產碳纖維復合材料的工藝有哪些呢？
　　大抵上，有以下幾種：手糊、真空導入及RTM、預浸料熱壓罐成型、預浸料模壓成型。
　　長期的金屬車身制造，已經使汽車行業形成了定性思維：沖壓、焊裝、總裝、涂裝，一共四個生產車間，四大生產工藝。
　　由于這種習慣思維，對于汽車廠來說，生產線是不能停的，一旦停線就是重大事故。
　　那么，汽車廠自然會把生產效率列為不能讓步的重要條件。

　　Source: BMW
　　現有的復合材料工藝中，效率高的，自然是預浸料模壓工藝，但是還是不夠快。
　　慢在哪里？樹脂固化太慢了。
　　樹脂為什么固化慢？因為預浸料工藝決定了，需要在常溫或低溫下具有足夠的儲存時間，如果高溫下的固化時間太短，常溫儲存時間就不夠了。
　　雖然經過十年的技術發展，今天同時解決高溫快速固化和低溫長期存放開始有了一些可行的解決方案，但是在十年前，還是具有很高的技術難度的。
　　怎樣解決快速固化的問題？
　　雙組分現場混合，不需要儲存時間，可以快。
　　Ok ！那就改雙組份體系（實際上就是常溫或低溫固化體系）。
　　樹脂注入速度慢了怎么辦？提高注射壓力。
　　樹脂的注射壓力太高、流速太快會沖跑纖維怎么辦？纖維預成型。
　　注膠方式含膠量太高怎么辦？注膠完成后再壓一壓。
　　好了，一種新工藝出爐了，叫什么名字好呢？這個工藝跟RTM挺像的，壓力高一點，就叫HP‐RTM吧。
　　寫到這里，真的不得不感慨，有錢真是爽啊，想怎么任性都可以。
　　問題解決不了，直接用錢砸，靠蠻力來解決技術難題；至于費效比，可以先不予考慮。
　　如果我是的“老牛公司”的工程師，沒有錢砸，老板就給了我2000塊的研究經費，要我把上面介紹的、高大上的燒錢過程山寨一遍，我要怎么干？
　　買幾塊碳纖布，花一百塊錢，去街上找個補鞋的鞋匠，拿個錐子，幫我把幾塊碳纖維布，縫成“纖維預成型”。
　　再花五塊錢買把刷子，買點常溫下0.5‐5小時能固化的常溫固化型環氧樹脂，刷到碳纖維上。
　　找個金屬模具，找臺液壓機，把刷了樹脂的碳纖維放到模具上，加溫到150度，壓2分鐘，固化，脫模，搞定收工。
　　這樣，還可以省1000塊錢，哥幾個搓一頓。
　　從基礎理論上看，我們土掉牙的山寨過程和人家的高大上有區別嗎？
　　正如人類能夠使用核能前所能利用的一切能源形式，和原始人點燃的篝火沒有區別一樣（好像也是科幻作家劉慈欣的觀點，利用的都是電子云能級變化產生的能量）。
　　本質上，都是先利用縫編，制成三維織物；再用常溫下儲存時間很短的樹脂浸漬纖維；后高溫模壓成型。
　　有朋友提出，看到這里，怎么感覺跟30年前用“濕法模壓”工藝生產餐用托盤一樣啊？
　　已故復合材料行業的老前輩、老專家朱頤齡教授先提出，復合材料既是材料同時又是結構，這一點，是有別于以鋼為代表的傳統材料的。
　　我的恩師王鈞教授更是近一步地明確提出，復合材料應該是材料、結構、工藝三位一體的系統工程。
　　只有當基體材料、增強材料，在特定的工藝下有機的結合，才能制備出非典型結構和材料一體化的制品，不可能有獨立于制品而存在的復合材料。
　　這種復合材料制品的創造追求的應該是一種具有高的材料和經濟效率，各方面指標均衡的系統工程，而HP‐RTM（高壓‐樹脂傳遞模塑）這種工藝真正能夠提供給我們什么？
　　復合材料的工藝命名很重要，命名的過程實際上是對工藝的深入闡釋。
　　舉個例子，復合材料拉擠（pultrusion）工藝，是牽引機構提供動力，拉著浸漬樹脂的纖維進入模具，擠出多余樹脂，產生模內成型壓力，后固化、成型，其核心在于“拉”。
　　熱塑性材料“擠出”工藝的源動力在于擠出機，依靠螺桿的旋轉驅動材料通過模具熔融并且冷卻成型，其核心在于“擠”。
　　因此，我們不能將復合材料的“拉擠”工藝命名為“擠出”或者“擠拉”。
　　我們有沒有想過，說了這么多遍“HP‐RTM”，這個工藝叫“HP‐RTM”真的合適嗎？HP‐RTM成型工藝的源動力是什么呢？是RTM的注入壓力嗎？
　　如果答案是肯定的，那么我們應該不需要3600噸的大型壓機。直接把模具用其它方式鎖模，依靠高壓注射就可以了。
　　但是這樣會帶來什么問題？纖維含量太低。
　　所以，真正完成后臨門一腳的，是模壓。這個工藝，叫“濕法模壓”或者“注入模壓”應該更貼切一些。
　　對于HP‐RTM的命名過程，我不妨大膽地猜度，不外乎有兩種情況：
　　一種情況是命名者對復合材料專業缺乏了解，誤認為這種工藝應該歸為RTM；
　　另外一種情況是命名者出于商業考慮，故意使用命名的噱頭來博得眼球。
　　HP‐RTM工藝一直強調他的成型快速，但是每一個復合材料專業的技術人員都應該明白，太快的成型速度必然會帶來什么問題——纖維浸漬不良，界面性能不好。
　　復合材料由基體和增強纖維組成，這兩者的界面結合得好不好，極大影響著復合材料的終性能。
　　玻璃纖維或碳纖維在生產時，為了對纖維表面進行保護，同時增強界面結合能力，都會在纖維表面涂覆一層以聚合物為主要成分的浸潤劑（上漿劑）。
　　復合材料成型時，需要樹脂對纖維充分浸漬并溶解纖維表面的浸潤劑（上漿劑），以便與纖維形成化學鍵，才能獲得優良的界面性能。
　　開發預浸料工藝的技術人員，正是由于深知這個道理，才將浸漬和固化分成兩個階段；為了使樹脂能夠充分浸漬纖維，不惜憑空為自己增加難度，對樹脂提
　　出“潛伏性”的要求。
　　全的技術人員都在為了提高樹脂的“潛伏性”而努力，難道他們會不知道，常溫就可以反應的環氧樹脂，加熱能夠快速固化嗎？
　　本文起源于微信朋友圈的一次爭執，行文倉促，有不到之處還請大家不吝斧正。
　　后總結一下，我為什么認為HP‐RTM是個“坑”：
　　1. 成也蕭何敗也蕭何，成型速度太快，纖維浸漬時間太短，纖維浸漬不良，復合材料界面性能差。
　　2. 未取得任何技術上的突破，“外行式”暴力型解決方案，純粹拿錢砸，“以資源改變原理”，“霸王硬上弓”，毫無美感（科學和藝術應該是相通的）。
　　3. 費效比太高，設備及模具的一次投入太大，能夠接受如此高成本的領域（航空航天）不需要這么快，需要快的領域（汽車）接受不了這么高的生產成本。
　　4. 寶馬公司的實踐，其實是證明了這個工藝的不可行，而不是證明了這個工藝的可行性，這也算一個側面的證據吧。
　　You can you up，no can no BB，BB了這么半天，你有什么解決方案？免得有人這么問我，我先自己把這句話說出來。
　　至于解決方案，我也思考了一些，但是還要留著混口飯，我在這里就只簡單提出幾點主干而不公布詳細細節了。
　　如果想了解細節，可以跟我聯系，我們邊喝茶邊聊：
　　1、充分利用現有材料、工藝和設備，降低初期投資。
　　2、打破材料界限，不要干復合材料的就說復合材料好，充分發揮各種材料的優點。不僅復合材料自身需要復合，材料與材料之間也需要復合。
　　3、針對復合材料本身，借用我的恩師王鈞教授的觀點，就是應該充分開展材料與材料的再復合、結構與結構的再復合、工藝與工藝的再復合。
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透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

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過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～

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瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌，也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割：

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