具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。

另外，需要理解的是，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

参考图1，在一实施例中，RTM成型系统100包括成型部101以及真空组件4。参考图1以及图7，真空组件4包括真空泵41，真空组件4与成型部101连接，以将成型部101抽真空。参考图1至图6，成型部101包括树脂罐组件1、注射管路组件2以及成型模具组件3。参考图1，树脂罐组件1包括树脂罐11以及第一加热组件12，树脂罐11内容纳有树脂，第一加热组件12控制树脂的温度。具体的，在一些实施例中，树脂罐11可以包括罐体111以及密封盖112，材质为不锈钢。密封盖112可以通过紧固螺栓与罐体111形成连接，通过在密封盖112与罐体111之间添加橡胶密封垫或者设计密封槽以使用密封胶条来确保树脂罐11密封效果。而罐体111可以包括筒形段1111以及锥形段1112，筒形段1111连接密封盖112，锥形段1112连接注射管路组件2。罐体111的直径根据RTM工艺中树脂用量进行设计，在满足用量的前提下应尽量小，以提高罐内树脂加热效率和温度均匀性。设置锥形段1112的有益效果在于，可以便于在注射完成之后将剩余的残留树脂完全排出。在一些实施例中，第一加热组件12可以包括设置于罐体111侧壁的第一加热件121、第一温度感测件122以及控制器123。第一加热件121的具体结构可以是在罐体111的外壁缠绕可控温硅胶加热带来实现对树脂罐内树脂的加热以及保温，也可以是罐体111的侧壁嵌套铸铝加热圈来实现加热。硅胶加热带或铸铝加热圈可以实现300℃以内的加热，控制器123可以采用PLC控制，根据第一温度感测件122感测的树脂温度控制第一加热件121的加热功率。在第一加热组件12的作用下，可以将罐体111内的树脂保持在第一温度，此时树脂的粘度可以达到300～500cp，且具有一定流动性，并可保持3～5个小时的较长时间。第一温度感测件122可以是图2中的测温计的形式，也可以是其它常见的温度传感器的形式，不以图2中所示结构为限。继续参考图1以及图2，在一些实施例中，树脂罐组件1还可以包括压力组件13，包括加压部131，泄压部132以及测压部133，压力组件13与树脂罐11连接，例如连接于密封盖112。加压部131用于向树脂罐11内部输入气体压力，以使树脂获取一定流动速率进入模具，提高成型效率，同时也可以在清洗树脂罐11内的残留树脂时驱动残留树脂完全排出。具体的结构可以是图2中所示的，通过加压管路以及自闭式快速接头与外部气压泵连接，以便于快速切换操作。泄压部132可排出树脂罐11内的气体压力，测压部133用于测量树脂罐11内部的气体压力，可以是如图2所示的气压表，也可以是其它常见的气体压力传感器。从罐体111输出的树脂，其输出的流量由输出管路阀门114控制，管路阀门114除了控制流量外，还可以集成温度传感器，以检测从罐体111输出的树脂的温度是否保持在第一温度，也可以将检测到的温度输入到控制器123中，使其控制更为精确。

参考图3，在一个或多个实施例中，注射管路组件2可以包括干线管路21以及支线管路22，支线管路22连接成型模具组件3的多个注胶口。干线管路21以及支线管路22的材料可以是不锈钢、铜或其他硬质合金制造加工，以延长其使用寿命。干线管路21的一端连接树脂罐组件1，另一端连接支线管路22。如图3所示的，干线管路21的形状可以是包括弯曲管段，而支线管路22则为直管状，采用弯曲管段的设置，其有益效果在于，可以延长树脂在管路中的流动时间来对充模前的树脂进行充分预热。干线管路21的弯曲管段的具体形状可以是如图3所示的回字形管段211和/或环形管段212，但不以此为限。支线管路22可以根据所成型复合材料部件的实际需求，可设计不同分支数量，每一分支连接成型模具上的特定注胶口，并可用阀门221进行单独控制来满足成型构件的注胶工艺要求。设置支线管路22以及对应多个注胶口的有益效果在于，可以使得在树脂在充模时稳定的保持在适合的温度，且温度分布均匀，保持树脂的流动性，进一步优化对纤维预制体的浸渍。第二加热组件23包括第二加热件231以及控制第二加热件的发热功率的控制器232，具体形式可以是采用硅胶加热片包裹支线管路22，实现对管路的加热，控制器232可以是单独的，也可以是集成于第一加热组件12的控制器123。第二加热组件的第二温度感测件233可以是集成于阀门221中，感测支线管路22输出树脂的树脂温度，也可以是直接集成于第二加热件231中，感测支线管路22的温度，近似于树脂的温度。集成于阀门221的方式，一般是数字阀，成本较高，但精度高，而集成于第二加热件中，其成本低，但精度相对低。在一些实施例中，注射管路2的尺寸可以是，干线管路21的管径小于10mm，支线管路22的直径小于6mm，如此可以提高对注射管路内树脂的加热效率，满足在充模时树脂注入成型模具前，树脂温度可达到适宜的注射温度。适宜的温度可以有较大的工艺窗口。其原理在于，具体来讲，树脂粘度随温度升高而降低，但其固化速率(大分子的链的相互结合)又随温度升高而升高，树脂的粘度不断增大，导致树脂注射的工艺窗口时间降低，不利于大型复合材料构件的注射成型，因此温度对于树脂粘度的正负效应存在一个最佳的平衡点，在此温度下树脂的注射工艺窗口时间越长，可以确保对复合材料构件足够的充模时间，有利于构件的完全充模。适宜的注射温度可以通过前期的测试得到，参考图4所示的某种高温树脂在不同温度下(T1、T2、T3)的树脂粘温曲线示意图，可以看出在温度T1下，该树脂的注射工艺窗口时间最长。T1即为工艺窗口时间最长温度。设置第一加热组件12、第二加热组件23的有益效果即在于，可以使得输入成型模具的树脂在或接近于工艺窗口时间最长温度，保证树脂对纤维预制体的浸渍效果。

参考图5以及图6，在一些实施例中，成型模具组件3包括成型模具31以及第三加热组件32。成型模具31的具体形状根据所成型的复合材料构件外形进行设计加工，可选用不锈钢、殷瓦钢、硬质合金等材料。成型模具31的材料需为导热材料，并且其热膨胀系数也应与树脂基复合材料构件相匹配，以满足高温注射树脂的工艺要求。第三加热组件32的具体结构可以是如图5所示的，包括热压机的上面板321、下面板322，通过上面板321、下面板322分别对所述成型模具31的上、下内模加热。也可以单独地采用上面板321、下面板322对成型模具31加热。第三加热组件32还可以包括封闭的加热箱体，例如烘箱，将成型模具17在烘箱内部加热。这种方式需要对烘箱进出口进行专门设计，以便于模具移入或移出烘箱，还需确保树脂注射管路的支线管路22有专门的通道进入烘箱，但可以较为均匀地进行加热。第三加热组件32还可以是如图6所示的，在设置于所述成型模具31的上内模311、下内模312的内部的发热元件323，实现模具的自加热，具体可以是发热电阻等形式，也需要控制器324对发热元件323进行的发热功率进行控制，控制器324可以单独设置，也可以集成于控制器123和/或控制器232中。此种加热结构可以使得对树脂的加热更为均匀以及高效，但模具设计较为复杂，需要通过热传导仿真分析来合理设计发热元件323的位置以及具体分布。第三加热组件32还包括第三温度感测件325，通过对成型模具31的热传导仿真分析计算，在成型模具31最接近或能反映成型模具31内腔温度的位置设计第三温度感测件325的测温点。测温点可以根据需要加工至模具内部一定深度，注意不能对模具内腔造成贯穿性损伤。在测温点安装第三温度感测件325，例如热电偶来实时监测成型模具31温度变化，以满足树脂充模工艺要求。

参考图1以及图7，真空组件4还可以包括第一收集装置42，分别通过第三管路组件43连接成型模具出胶口、真空泵41。设置第一收集装置42的有益效果在于，一是在充模过程中收集出胶口树脂，并对出胶树脂状态进行直接观察，判断模具内充模情况，并排除气泡；二是在使用真空泵41对模具抽真空时，防止树脂进入真空泵。

在一些实施例中，除了以上实施例介绍的RTM成型系统具有将树脂注射至成型模具的注射状态，还具备清洁状态，对树脂罐11和注射管路中的残留树脂进行清理，使得RTM成型系统可重复使用。在完成树脂注射后，进入清洁状态，首先将支线管路22与成型模具31断开，将所有支线管路22出口置于第二收集容器中，向树脂罐内加压将罐内以及注射管路中剩余的树脂排出，之后将丙酮或工业乙醇等有机溶剂注入树脂罐，通过向树脂罐内施加适当气压，促使罐内有机溶剂流经所有管路系统，经过一定时间的冲洗，残留于树脂罐11和注射管路的树脂将被清理干净，同时罐内和管路内有机溶剂也将挥发。管路系统的可重复使用，降低了部件成型人工和物料成本，提高了成型效率。

根据以上实施例介绍的，参考图8，RTM成型方法的步骤可以包括：

步骤S1：将RTM成型系统抽真空，将树脂加入成型系统中，对RTM成型系统的树脂罐、注射管路以及成型模具进行预热，将树脂罐内的树脂预热为第一温度，将注射管路以及成型模具预热为第二温度；

步骤S2：将预热后的树脂输入树脂罐，将所述注射管路以及成型模具抽真空；

步骤S3：对所述树脂罐进行加压，将树脂从所述树脂罐输出，经所述注射管路到达所述成型模具，直至树脂完成充模；

步骤S4：对所述成型模具加热至树脂的固化温度并保持；

步骤S5：进行固化工艺，以及模具降温，将成型的构件脱模。

具体地，在步骤S1，将RTM成型系统的树脂罐抽真空进行系统的气密性检测，开启真空泵对树脂罐、注射管路以及成型模具抽真空30min，关闭真空泵，监测树脂罐的气压情况，需保证在20min内本注射系统气压降低不能超过0.005Mpa(可以根据构件需要微调)。若系统气压下降过快，则说明树脂罐、注射管路以及成型模具的气密性不严，需分段测气密性查找确认原因并进行补救。

在树脂加入成型系统之前，还可以进行树脂的余热以及脱泡，将成型用足量树脂从冷藏条件下取出，根据树脂工艺要求，在室温下放置若干小时，在油浴锅中将树脂加热到第一温度，在此温度下树脂具有一定流动性，并且可保持足够长时间，之后将树脂转移至另外的真空容器中，进行脱泡处理，一般30min。

对于树脂罐的预热温度，对注射管路以及成型模具进行预热温度不同，树脂罐的预热温度为第一温度，在此温度下树脂粘度可达到300～500cp，具有一定流动性，并可保持3～5个小时的较长时间；而如以上所记载的，第二温度可以是或者接近于工艺窗口时间最长温度。在预热过程中，对各部件温度进行实施监测，保证温度达到均衡稳定状态并不出现超温，优选地，尤其是要确保成型模具的各测温点的温度达到稳定均匀。

对于步骤S2，具体地，可以是在对树脂脱泡处理后，将树脂转移至树脂罐中。将树脂罐密封好，开启真空泵，将注射管路以及成型模具抽真空。需要注意，此时成型系统各部分已经分别预热到规定温度，即树脂罐已预热至第一温度，射管路以及成型模具已预热至第二温度。

对于步骤S3，具体地，还可以包括在进行加压之前，监测确认树脂罐内树脂温度为第一温度并保持稳定，注射管路以及成型模具的温度已达到第二温度并保持稳定，注射管路中各阀门均处于关闭状态。开启树脂罐加压阀门对树脂罐进行加压后，按照既定注射工艺方案，结合监测的树脂罐内气压数据，调节树脂罐内压力，并根据工艺方案依次打开或关闭注射系统中各阀门。

影响步骤S3的效果因素可以包括模具的流道设计、树脂注射压力及树脂流速控制、各注胶口及出胶口开启/关闭时间等。在进行树脂注射前，可以采用RTM工艺仿真(比如利用PAM-RTM、RTM-worx等软件)的方法设计并优化部件的充模工艺方案，特别是针对大型结构及外形复杂的复合材料部件如航空发动机复合材料风扇叶片以及风扇包容机匣等，优化后的树脂注射工艺方案可以避免复合材料部件在充模过程中形成干斑等缺陷，并可有效降低充模时间。在充模过程中，可以采用收集容器收集从成型模具流出的树脂，监测所述流出的树脂的状态，判定模具内是否完成树脂充模。

完成步骤S3后，步骤S4除了进行固化过程外，还可以进行对成型系统的树脂的清洗。具体包括：

步骤S41：将树脂罐卸压，将所述注射管路与所述成型模具脱离，对树脂罐进行加压，排出残留于树脂罐的树脂；

步骤S42：向树脂罐注入溶剂，对树脂罐进行加压，驱动溶剂流动经过所述树脂罐以及所述注射管路，以清洗所述树脂罐以及所述注射管路的树脂。

具体地，可以是首先关闭树脂罐上的加压部，打开泄压部，卸载树脂罐及管路系统中气压，将注射管路系统与成型模具断开，打开树脂罐加压部，缓慢向树脂罐内施加气压，将树脂罐以及注射管路中残留的树脂排出到收集容器中。残留树脂排出后，向树脂罐内注入足量的清洗有机溶剂(如丙酮、工业乙醇等)，之后再次向罐内施加一定压力(<2bar)，有机溶剂流经管路系统的过程中可以起到清洗管路内残余树脂的作用。

综上，采用以上实施例介绍的RTM成型系统以及成型方法的有益效果包括但不限于，通过第一加热组件、第二加热组件以及第三加热组件的设置，使得RTM系统整体地在工艺过程中均对树脂进行精密的温度控制，并且可以在不同的位置实现树脂不同的温度，以达到最佳的浸渍效果，从而提高部件，尤其是大尺寸及复杂结构的航空发动机复合材料部件如复合材料风扇叶片、复合材料包容机匣、风扇出口导流叶片等的成型效率，同时也降低了人工及耗材成本。

本发明虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。