RTM生産プロセス

HP-RTM とは

HP-RTM は High Pressure Resin Transfer Molding の略称であり、完全な名称は High Pressure Resin Transfer Molding Process で、HP-RTM 成形プロセスと呼ばれます。これは、繊維強化材および事前にセットされた挿入物が配置された真空密封型に、高圧で樹脂を混合し注入し、樹脂の流れによる充填、含浸、硬化、脱型を通じて複合材料製品を得る成形プロセスを指します。

このプロセスは低コスト、短納期、大量生産、高品質の製造を可能にします。伝統的なRTMの注入圧力が0.6～1.5 MPa（6～15 bar）であるのに対し、HP-RTMでは通常1.0～6.0 MPa（10～60 bar）以上の圧力で接着剤を注入し、レジンを短時間で型腔内に満たし、繊維プレフォームの湿潤工程を完了させ、気泡を排出することで製品の表面成形品質を向上させ、工程を5分未満に短縮できます。

HP-RTM成形プロセスの特徴

HP-RTM成形プロセスでは、混合ヘッドを使用して低粘度の樹脂を金型に注入し、事前に成型されたファブリックを含浸させ、最終的に速やかに硬化させて高強度の複合材部品を形成します。このキーテクノロジーは、樹脂の注入と二段階での硬化です。まず、事前に成形されたカーボンファイバーの編み目をプレスの金型型腔に配置し、その後、液体樹脂を高圧で注入して硬化させます。新しい世代の速乾性化学物質の使用により、原材料配合における個々の成分は混合されるまで分離されており、多成分の原材料は、カーボンファイバーのプレフォームに樹脂を注入する必要があるときに混合されます。

原料混合ヘッドでの反応時間は非常に短いため、注入段階では原料の粘度が急速に低下し、流動性が徐々に減少していきます。これにより金型内の圧力が急激に上昇します（これがこのプロセスの最大の特徴でもあります）。金型内の圧力は通常5～12 MPa（50～120 bar）で、実際のプロセスフローと部品に応じて調整されます。

HP-RTM成形プロセスの利点

（1）速い金型充填と優れた濡れ効果で、気泡や孔隙を大幅に低減する；

（2）高活性樹脂を使用することで生産サイクルが短縮され、プロセスの安定性と再現性が高い；

（3）内部離型剤と自己洗浄システムを使用することで、部品の表面品質が良く、厚さや形状の偏差が小さく、低コスト、短サイクル、大量生産が可能となる。

HP-RTMの特定のプロセスフロー

1. アップストリーム工程

1) ファイバーの展開とカット

2) 予定された剤を噴霧

3) ファイバーレイヤーの位置決めと重ね合わせ

4) ファイバーレイアップ

5) ファイバー生地のプレタイプ

6) プリフォームの裁断

2. 圧着工程

1) プリフォームの配置

2) レジン供給注入

3) 型内スプレー技術

4) 脱型および金型クリーニング

5) 作業部品の冷却と成形

6) リリース剤を適用する

3. 下流工程

1) 加工部品の輪郭のトリミング

2) 加工部品の接合構造の加工および寸法検査

HP-RTM成形プロセスの適用

自動車用構造部品

バッテリーケースの上蓋

スポーツ