艾伦.哈珀(Alan Harper)先生供职于美国MVP有限公司，是树脂传递模塑（RTM）工艺领域的著名专家。本文是关于他对RTM工艺的起源，发展和应用，以及对后来轻型树脂传递模塑工艺（LRTM）的看法。
溯源RTM工艺
RTM工艺应用于复合材料行业已经有50多年了。尽管关于RTM最初应用的时间不是十分肯定，但是曾经有过关于英国飞机公司在50年代末开始应用RTM工艺的相关报道。据艾伦.哈珀介绍，自1973年他在英国艾尔斯伯里公司（Aylesbury）工作就开始接触RTM工艺。当时，他们从K&C模具公司买了一台1:1泵机，制造了第一套RTM模具。
回顾早期的模具工艺时，艾伦.哈珀用不堪回首形容。他说，利用当时的工艺在注射树脂时只能通过模具中央的一个孔注入，直到看到模具的四个角落都流过树脂时，人们才真正知道模具里是充满树脂的。因此你可以想像，经过反复几次生产后，模具的排气口会堆着越积越厚、早已变干的、如石笋状的树脂，常年累月下来必然造成巨大的浪费。
虽然后来人们确实采取了更好的设计方案，比如将模腔封死，然后在其周围铺设导流管，直接将树脂引流到外接到模具顶部的树脂收集器中。但这么做仍然不能避免严重的浪费，虽然模具是封闭的，模腔上的排气口仍然会释放些许苯乙烯废气，不仅需要定期清洗，而且每个周期后还需要重新更换。
直到80年代中后期，树脂注射工艺才开始显现出一些自动化的迹象。当时工艺的主要进展在于，操作人员不必携带着注射阀爬到模具上方，将注射头插入模具的注入口中，同时在整个注射过程中紧紧抓住注射头。待注射完成后将注射阀拔出，然后再迅速用塞子堵上模具的注入口，以防止树脂倒流。当谈到早期的RTM工艺，人们可能会笑，但是在那个年代，这样的工艺确实存在了许多年。
而后，自动注射阀（AutoSprue）的发明又将RTM自动化的程度提高了一些，因为它代替人工将其插入模具的步骤。但是，对模腔中的树脂仍然使用的是旧方法进行管理。
随着RTM工艺的进一步发展，出现了更为先进的轻型树脂传递模塑工艺—LRTM，该工艺的首次应用是于1970年在德国。到1996年，法国Alwo公司主管让雅克（Jean Jacques Sick）将LRTM工艺介绍给美国MVP公司闭模工艺专家查尔斯.图尔（Charles Tur）和法国国家成人职业协会（AFPA）复合材料讲师让.保罗（Jean Paul Galichet）。
当时，查尔斯.图尔还有另一个身份是比利时原料供应商Socomer的技术支持顾问，他一直致力于推进这项新工艺的进展，并对他们的客户进行相关培训。AFPA讲师让?保罗则将这门新工艺作为技术培训教案教授给学生。
与此同时，肖马拉复合材料公司（Chomarat Composites）也将混合毡—Rovicore推向市场，由于很好地迎合了低压注塑树脂渗透工艺的需求，一经上市就广受好评。到1998年，肖马拉公司开始奔走于世界各地，实地向客户展示如何运用LRTM新技术和模具制造Rovicore混合毡。
同年，查尔斯.图尔将LRTM介绍给Plastech公司（当时是艾伦?哈珀的公司），一经采纳当即看到了这项新工艺的真正优势和潜力。Plastech公司趁热打铁开发了一套RTM设备和模具配件（如密封件等），为其客户提供一个完整的LRTM工装包。Plastech还将LRTM技术作为在其全球RTM的培训课程的内容之一。
因此，LRTM工艺在90年代一经推出，立即给市场带来了一个更清洁的树脂注射系统。除了具有明显的成本和轻量优势，该工艺还降低接触液体树脂混合物的机会。LRTM的出现代表着整个闭模工艺发展的顶峰期，如今的用户在操作上已经变得越来越娴熟，能按需精准的建造模具。LRTM跟RTM很像，也是采取上下两片闭合模具，但是比传统RTM工艺的生产工作环境更清洁，而且浪费率更低。与RTM相反，LRTM工艺是让树脂先流经模具周边，最后多余的树脂从位于中央的出口流出。所有这些过程都在真空密封环境中进行，因此挥发性有机化合物排放量几乎为零。
RTM向LRTM的过渡
可以说，LRTM现在已经在世界各地成为主流闭模工艺，尽管新RTM项目仍在实施，但无法改变其渐渐淡出的趋势。原因很简单，LRTM可以用仅占RTM三分之一的时间成本和三分之一的生产成本，制备出专业性强，尺寸精确的闭模制件。当然我们更不能忽视，如果在相同的生产经营基础上，LRTM比RTM需要安装更少的基础设施，和具备均匀化合理化的成本投入。
过去，人们常认为LRTM仅限于制备相对简单和规模小的零件，但事实已经证明，LRTM同样可以制造部分形状复杂，甚至夹金属或泡沫芯的制件。即使纤维量高达55-62％的复合材料部件也可以利用LRTM成型工艺完成制备，而且单组分树脂体系的注射和固化温度只需要分别达到80℃和180℃即可。
此外，制件的规模也基本不受限制，LRTM已经广泛用于造船业就是一个最好的佐证。法国造船商Jeanneau已经采用LRTM工艺超过6年了，现在用这种工艺能注射出长达142英尺且外形复杂的游艇甲板。目前，该公司还在继续投资，以图进一步将该工艺推广到全部船体部件的制造上。
几年前推出了一种多层插入模具技术（Multiple Insert Tooling technology - MIT），即将RTM的A模插入多层副模。当其中一层被注射树脂时，另一层还可以做凝胶用，剩下的一层用来铺设玻璃纤维。这可能会大大增加一套模具设备的生产量，从而缩短生产周期，要知道生产周期是决定制件注射和固化速度的唯一因素。在压制过程中，可以迅速调整预加载层的位置，以保证能马上投入新的注射周期。但是，随着LRTM工艺开始流行，人们看到LRTM工艺可以像MIT一样实现低成本量产，最主要的是人们不再需要昂贵的模压设备。
一台装备了多个LRTM模具的巴西MVC成型机每天实际生产650件表面积达到1.5平方米的胶衣涂层制品，多模LRTM的制备效率由此可见一斑。如今，LRTM设备生产商纷纷鼓励他们的用户至少用两个A模配一个B模的方式以使生产效率翻番，而成本却只需要增加三分之一。
投资气动控制注射系统（pneumatically - controlled injection system）成为近年来的一种趋势。例如，纯气动PneuJect III注塑机模型，可提供可编程的催化剂增加控制，自动冲洗和催化剂流量报警，精密注塑压力/流量控制，催化剂/溶剂水平控制和警报功能。所有这些功能的实现不需要任何电器辅助，很适合玻璃钢车间环境。而纯气动设备需要气动压力/真空传感器（PPVS）的配合，即通过它感知LRTM模内的注塑压力，因此达到安全控制设备的产出水平的目的。
气动设备的引入也推动着气动压力传感器朝着更智能化的方向发展，用户可以根据设置通过它准确感知树脂是否充满模腔。原理是通过传感器向设备发送信号，来控制树脂注射的进程，因此大大节省了操作者的劳力，和降低了人力估计的不准确因素。此外，传感器还可以在无操作员介入的条件下，通过发送关闭信号实现对大型模具多个真空排气口的自动控制。需要注意的一点是，这些纯气动设备都必须从头开始设计，因为在目前的市场上没有相当的设备。
一直以来，热压模塑工艺（SMC/BMC/DMC）就是RTM的竞争对手，不过，从设备投入上比较，由于必须的钢制模具和高压设备投入早已将模塑工艺划入了高成本阵营，而采取低压注射的RTM和LRTM工艺也各有各的优势，将继续共存于这个市场。
目前仍有一部分制造商在摆脱开模工艺后，朝着树脂膜渗透工艺的方向发展。然而相比LRTM，渗透工艺不可避免受自身局限性，如单模、成本高、和废料难以处理等限制其发展。
RTM /LRTM的主要挑战是许多玻璃钢制模商由于严格的废气排放水平的禁令，还未等到相关规程成熟，已经当即摆脱了传统开模成型工艺（如手糊和喷射）。而要做到这一点，特别是在当前的经济环境下，是需要当局政府对行业内资金拮据的企业提供闭模技术的相关培训的。如果他们只是简单的被禁止停止挥发性有机化合物的排放，而没有获得任何财政援助，帮助朝更现代化的闭模过渡的话，他们很有可能会将整体玻璃钢行业推向悬崖。
企业转向闭模工艺之初，最常见的问题是如何制造一个足够精确的B模具以构成一套完整的闭模工装。许多人看了现场演示后，以为只要采用正确的密封剂，槽模计数器，和填充物就能制备出精确的模具，但事实以失败居多，原因在于他们不了解如何在尺寸公差范围内实现准确性。而这对于许多人是个不错的训练课程，可以利用这样的机会对其中所有的技术问题进行解释，例如设备输出控制，最大的密封件的选择和安置，注塑及真空排气，模具加热，模具材料的选择，以及实际过程中的经验教训。
真空泄漏也是在LRTM常见的问题。原因可以是由真空不足，或注射连接安装不当导致。很显然，模具制造商需要特别注意这几点，其实选取任何一种普通的插入物都能起到帮助。现在模具制造商需要的是一个标准统一的插入连接器。因此，有必要统一插入物的普遍标准，以适用于各种配件，包括注射阀、注射管连接器、法兰真空连接器、树脂收集器、二级真空排气连接器、气动或电子传感器、和空气喷射连接器。
从手糊和喷射工艺转向闭模工艺对于多数公司来说是一次技术文化的冲击。随着对加工温度，凝胶时间和生产周期越来越严格的控制，传统的开模工艺必将遭到抛弃。
RTM/LRTM将何去何从？
存在即是合理。闭模工艺之所以受到欢迎，是因为它们能够满足大多数需求，如果不是的话，一定会有限制挥发性有机化合物排放的新法规法令颁布。还因为它们可以提供了一个大为改善，和为社会普遍接受的玻璃钢工作环境。这种既降低生产废料率，同时能帮助制件实现专业的双面品质的能力不容小觑。
近来受热捧的中央浇道孔注射（central runner keyhole injection）方式，即通过B模上一个直径1毫米孔注入树脂，由于避免模腔周边填充的浪费，因此能明显减少树脂消耗量及浪费。一般来说，中央浇道孔注射适用于高宽比较大的制件，如长3.2米×宽 0.3米的巴士面板。再如，对周边7米的模腔进行树脂填充量比中央浇道孔注射量至少高出75％。此外，由于密封剂能对成型产品的周边起到密封效果，因此保证整个生产过程的近零浪费率，和制备出净尺寸制件。
中央浇道孔注射也开始应用于LRTM风力涡轮叶片的制造，如今多数叶片制备工艺采取的是湿法手糊和树脂膜渗透。此外，利用LRTM精密的内部设计能力生产叶片前缘和后缘可以达到理想的流线外形和更精确的工程设计。
相信RTM / LRTM凭借其先进的模具和控制系统技术，和在成本效率，废料及消耗量效率，以及在降低挥发性有机化合物等方面发挥的作用，会在未来很长一段时间继续续写辉煌。不过，RTM / LRTM的用户需要注意：只有努力改善应用和对相应的员工进行培训，才能真正让这项先进的工艺为之所用。
