图：正在车间组装的F-22“猛禽”隐形战斗机

    如果不进行后处理，传统的RTM工艺是无论如何都无法利用热压釜成型的预浸料生产出净形零部件的。就拿F – 22“猛禽（Raptor）”隐形战斗机①来说，Matrix复合材料公司（佛罗里达州罗克利奇）利用RTM成型工艺为该机制造了一款碳/双马来酰亚胺（BMI）C型剖面的支撑结构件。Matrix公司总裁大卫•内斯比特说，该支撑件不仅形状复杂，还对生产的可重复性和表面质量提出很高的要求。此外，由于高难度的深拉深（冲压深拉—deep draw）特点以及陡峭生硬的拐角，想要将这个支撑件与整流罩粘合在一起的话，它的双面都必须拥有较好的粘合度。“而使用热压釜成型，制件通常只能得到一个光滑的表面，另外一面则需要后续加工，以使层压板达到规定的厚度和表面平滑度，”他说。

    高难度的深拉深特点和陡峭生硬的拐角对低压固化成型提出了特殊挑战。内斯比特解释说，堆叠在阴模拐角处的层压板容易出现“桥接（bridging）”现象，从而导致气孔等一系列压板不实的情况的发生。他说：“诚然，热压釜确实能克服这些问题，但是要知道，低压固化成型过程中压力越低，对层压技术的要求就会越苛刻。”为了规避诸如“桥接”等类似问题的发生，“我们的解决方法转向从模具和注射压力上找突破，”他还指出，RTM工艺本身是完全可以避免“桥接”问题的发生的。“比如，如果模具选择适当的话，往往能起到有效控制纤维的分布的作用，这从另一方面上讲，可以减少成型过程中的变异性，同时大大降低对层压技术的单纯依赖。”

    内斯比特说，RTM成型的F – 22战斗机整流罩支撑件的纤维含量高达55至60%，气孔率控制在0.5%以内。

RTM 成型大型部件

    传统的RTM工艺并不是大型，或者表面平坦的部件的理想成型工艺。这是因为树脂的注入口和出口通常位于靠近模具边缘的位置，这样当树脂进入模具后，穿过大面积预成型件的时候容易产生空气，而这些空气却不能被及时排出，因此在制品表面就会滞留部分空气，在进行固化的时候爆破成一些形似“火星”表面的泡泡，要想处理掉这些泡泡，势必耗费更多的劳动成本和生产时间。为了克服这个局限性，北岸工具和模具公司（North Coast Tool & Mold Corp.—NCTM，美国俄亥俄州克里夫兰市）开发出一种专门用于制品表面排气的设备— DRIV（直接树脂注射和排气，Direct Resin Injection and Venting）。NCTM公司技术经理丹•达文波特解释说，DRIV优于传统的树脂注射之处在于，它注入树脂产生的气泡形小，且容易被消除。

    NCTM公司利用DRIV辅助RTM成型工艺生产的三个示范垂直尾翼结构，被洛克希德马丁航空有限公司（Lockheed Martin Aeronautics Co.，得克萨斯州沃思堡）采纳并用于其F – 22隐形战斗机，从某种程度上证明了这种成型工艺生产大型部件的可行性。碳/双马来酰亚胺（BMI）机尾结构件（长4米/13英尺×宽1.5米/ 5英尺），包含两块外蒙皮，和包围在周边的14根中空扭矩管。此外，NCTM公司还为每根扭矩管制造了14个锁扣和圆锥芯轴（芯轴的长度从229厘米/90英寸 到 254厘米/100英寸不等），轴上还包裹着一层A＆P技术公司（A&P Technology，俄亥俄州辛辛那提）制造的三轴编织物，该公司使用其自有的MegaBraider编织机通过数控调整编织角度。而两块外蒙皮则是由氰特5250-4双马来酰亚胺树脂基织布和单向铺带制造而成。值得一提的是，NCTM公司特制的夹持件（clamping）还为洛克希德马丁公司省下了近数百万元的成本，这笔费用原本用于链接两个外模腔的施压工具。

    达文波特总结说：“我们成型的大型部件的纤维量高达68%，其中62%至65%都是成功的，而且这些部件的气孔含量均低于1%。”

注解：①F – 22“猛禽（Raptor）”隐形战斗机是由美国洛克希德．马丁公司为美国空军研制，用来替代现役的F-15的先进主力战斗机。20世纪80年代初，美国空军为了适应新世纪的战的需要，提出了先进战术战斗机计划（ATF计划）。按照ATF计划对飞机的要求：低可探测性、高机动性、敏捷性和超视距作战能力，洛克希德公司的F-22被美国空军选中。这款飞机能同时兼顾了隐形和高机动性能，其机身结构大量采用先进的复合材料，所采用的发动机的推重比在10一级。

本文英文原文见(复材世界), 复材在线编辑部编译，有删改。