روشهای ساخت کامپوزیت ها

با توجه به نوع قطعه و خواص مورد نظر، در قطعات کامپوزیتی با زمینه پلیمر، روش های مختلفی برای تولید وجود دارد. در زیر به شرح بعضی از آن ها پرداخته ایم.

روش های تولید ساده

روش های تولید ساده لایه چینی دستی و پاششی که شامل روش های تولید با قالب بازهستند . تیراژ دراین نوع تولید ، محدود یک الی سه قطعه در روز است و کیفیت محصول به اپراتور بستگی دارد .

روش های دستی Hand Lay-up

این روش، روش پیچیده ای نیست و تیراژ پایین دارد. این روش برای قطعات ساده که انتظار بالایی از نظر خواص مکانیکی از آنها نداریم استفاده می شود، مانند شناورها، قایق ها، گلدان ها و اتاقک ها.

روش های تولید خاص

روش های تولید خاص پالتروژن ، پیچش الیاف و لایه نشانی پیوسته که جهت تولید قطعات خاص مانند لوله ، پروفیل ، ورق و غیره مورد استفاده قرار می گیرند .

روش تولید قطعات صنعتی

روش تولید قطعات صنعتی SMC ، BMC ، RTM ، GMT ، LFT و ... که روش های LFT و GMTمربوط به گرمانرم ها و روش های RTM ، BMC و SMC مربوط به گرما سخت ها هستند .

بازار تولید قطعات صنعتی در اروپا در سال 1999 معادل 352 هزارتن بوده که سهم هریک از این روش ها به صورت زیر است :

اس ام سی: 190 هزارتن معادل 54 درصد

بی ام سی: 90 هزارتن معادل 6/25 درصد

ال اف تی و جی ام تی: 42 هزارتن معادل 9/11 درصد

آر تی ام: 30 هزارتن معادل 5/8 درصد

- روش تولید SMC

Sheet Moulding Compoundیا SMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه بین 60- 20 درصد است که معمولا ً از پنج ماده اصلی زیر تشکیل شده است :

- رزین پلی استر غیر اشباع ویژه SMC که دارای یک پیک گرمازا بین 290-220 درجه سانتی گراد است .

- افزودنی LS , LP

- الیاف شیشه معمولا ً از نوع رووینگ

- پر کننده کربنات کلسیم ، کائولن و هیدروکسید آلومینیوم

فرآیند تولید قطعه SMC شامل سه مرحله است :

- تهیه ورق یا لایه SMC

- تولید قطعه قالب گیری

- عملیات تکمیلی

تهیه ورق SMC به این شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن و با دور بالا مخلوط می شوند . پس از آن که خمیر حاصله به گرانروی مناسب رسید ، غلیظ کنندهThickener به آن اضافه می شود . خمیر حاصل به وسیله پمپ ، به دستگاه تولید ورق SMC منتقل و بر روی دو لایه فیلم پلی اتیلنی ، به عنوان فیلم حامل Carrier ، ریخته می شود . میزان خمیر به وسیله دو تیغه قابل تنظیم است . سپس الیاف شیشه به طول 25 میلی متر 50-12 میلی متر بریده شده و به صورت منظم بر روی خمیر ریخته می شود . لایه حاصل همراه با فیلم دیگر که فقط شامل خمیر است و فاقد الیاف است تشکیل یک لایه را می دهند . پس از عبور از یک سری غلتک ، الیاف به صورت کامل با خمیر آغشته می شود ، سپس ورق بسته بندی می شود . پس از حدود سه الی پنج روز محصول آماده عملیات قالب گیری است . لایه های SMC برش خورده ، درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته شده و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت قطعه درون قالب محصول تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed دردو مرحله مرحله اول mm/s250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن به وسیله الکتریسیته یا روغن .

مزایای این روش ، تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول ، قیمت پایین محصول تمام شده و مشخصات مکانیکی یکنواخت با تلرانس 6 درصد بوده و معایب آن ، نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها است . روش SMC به طور گسترده ای در صنایع الکتریکی به کار می رود . میزان مصرف اروپا در سال 1999 معادل 82 هزار تن تابلوهای برق ، قطعات الکتریکی ، محفظه چراغ بزرگراه و اتوبان بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع الکتریکی ، نارسانایی الکتریکی ، پایداری در حرارت بالا ، عدم نیاز به رنگ آمیزی ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی ، مقاومت مکانیکی زیاد ، مقاومت شیمیایی ، پایداری ابعادی ، قابلیت بازیافت و آزادی عمل در طراحی است .

این روش در صنعت حمل و نقل نیز کاربردهای فراوانی دارد . میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 67 هزار تن شامل بدنه خودرو ، قطعات با استحکام زیاد ، بدنه قطارهای سریع السیر ، قطعات کامیون و اتوبوس بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع حمل و نقل وزن کم محصول ، پایداری ابعادی ، آزادی عمل در طراحی ، توانایی تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه کم سرمایه گذاری نسبت به تولید قطعه فلزی ، سرعت عمل در مونتاژ ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی و تولید قطعه با ضخامت های متغیر است .

روش SMC در صنعت ساختمان نیز به کار گرفته شده است . به طوری که میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 4a1 هزارتن شامل ساخت پانل های ساختمانی ، حمام آماده ، صندلی ، میز و سایر موارد بوده است .

2- روش تولید BMC

Bulk Moulding Compound یا BMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه است که طول الیاف در آن 6 میلی متر 12-4 میلی متر و میزان الیاف در خمیر بین ده تا حداکثر بیست درصد است . فرآیند تولید قطعه BMC شامل سه مرحله است . تهیه خمیر BMC ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . تهیه خمیر BMC بدین شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن با دور بالا مخلوط و پس از این که خمیر به دست آمده به گرانروی مناسب رسید به مخلوط کن دیگری از نوع دو باز و با تیغه Z پمپ می شود . سپس به آن غلیظ کننده Thickener و الیاف شیشه به طول 6-4 میلی متر اضافه و مخلوط می شوند . خمیر حاصل درون فیلم پلی اتیلنی بسته بندی می شود و پس از حدود سه الی پنج روز ، محصول آماده عملیات قالب گیری است . تکه های BMC آماده درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت درون قالب ، قطعه تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن بوسیله الکتریسیته یا روغن .

مزایای این روش عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول و بهای کم محصول تمام شده و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد در عملیات پیچیده بازیافت نسبت به گرمانرم ها است .

3- روش تولید GMT

Glass Mat reinforced Thermoplastic یا GMT ترکیبی از خانواده گرمانرم های معمولا ً پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه اند که در آن الیاف شیشه به صورت مت یا تک جهته استفاده می شود . فرآیند تولید قطعه GMT شامل چهار مرحله است : تهیه الیاف مت مخصوص GMT ، تهیه ورقGMT ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . در این روش یک blank GMT گرمانرم PP درون کوره قرار داده شده و جهت آماده سازی عملیات قالب گیری گرم می شود . سپس با قرار دادن آن درون قالب و بسته شدن پرس طی دو مرحله و اعمال فشار در یک مرحله ، قطعه تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s500-200 ، مرحله دوم mm/s 20-10 و قابلیت اعمال فشار دریک مرحله ، قالب از جنس فولاد یا آلومینیوم با قابلیت تثبیت درجه حرارت و کوره از نوع هوای گرم یا مادون قرمز .

مزایای روش GMT عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای محصول ، قابلیت بازیافت ، تنوع در محصولات ، قیمت متوسط محصول و امکان استفاده از ربات جهت اتوماسیون کامل تولید و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عدم توانایی تولید محصول با کیفیت سطحی A و قابلیت اشتعال است .

4 - روش تولید RTM

تزریق رزین به داخل یک قالب بسته- تجهیزات مورد نیاز این روش عبارتند از : قالب بسته معمولا ً از جنس کامپوزیت ، دستگاه تزریق رزین ، دستگاه خلأ ، بالابر و لوازم مناسب برش و یا شکل دهی الیاف .

از مزایای روش آر تی ام می توان به ساخت قطعات با ابعاد بزرگ، نیاز به سرمایه گذاری اولیه کم قالب و تجهیزات، قابلیت تولید قطعه با کیفیت سطحی بالا و مشخصات مکانیکی مناسب و ازمعایب آن به عدم قابلیت تولید قطعات پیچیده، قیمت تمام شده متوسط جهت محصول ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها اشاره کرد .

یکی از روش های متداول تولید قطعات کامپوزیتی روش قالبگیری با انتقال رزین (RTM) است. RTMیک فرایند قالب بسته کم فشار است که از طریق آن با به کارگیری پلیمرهای مایع گرماسخت تقویت شده با انواع گوناگون الیاف، قطعه ای با کیفیت سطح و دقت ابعادی بالا تولید می شود. معمولاً در این فرآیند پلیمرهایی از خانواده اپوکسی، وینیل استر، متیل متاکریلات، پلی استر یا فنلیک و تقویت کننده الیاف شیشه استفاده میشوند. سایر تقویت کننده ها از جمله الیاف کربن، آرامید یا الیاف سنتزی به تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر برای کاربرد در شرایط دشوارتر به کار گرفته می شوند.

نوع زمینه پلیمری و تقویت کننده، عامل تعیین کننده جنس قالب و کارایی آن از نظر مکانیکی و سطحی است. علاوه بر پلیمر و تقویت کننده، میتوان برای افزایش دیرسوزی، مدول خمشی و کیفیت سطح نهایی از پرکننده های معدنی نیز استفاده کرد.

در این فرایند تقویت کننده ها به صورت پارچه بافته، الیاف سوزنی و... به شکل خشک درون قالب قرار داده می شوند. این الیاف یا قبلاً به شکل دقیق قالب تهیه می شوند (به صورت پیش شکل) یا در حین فرایند چیدن آنها در قالب، با دست شکل داده می شوند. بعد از قرار دادن الیاف درون قالب، یک رزین که از پیش با کاتالیزور مخلوط شده است به درون قالب بسته تزریق شده و الیاف را در بر می گیرد. ممکن است روی سطح قالب پوشش ژلی اعمال شود؛

فرایندی که طی آن، قبل از قرار دادن الیاف درون قالب، روی سطح قالب پوشش داده می شود.

برتری ذاتی فرایند RTM تزریق رزین با فشار کم است. فشار تزریق رزین در حین پر شدن قالب معمولاً از 690 کیلوپاسکال تجاوز نمی کند. دیگر برتری های این روش در مقایسه با فرایندهای قالب باز عبارتند از: کمتر بودن میزان انتشار گازها و بخارات ناشی از پلیمریزاسیون یا پخت رزین، شرایط کاری تمیزتر، پایداری ابعاد بیشتر قطعات تولیدی، کیفیت خوب هردو سطح قطعه تولیدی و فرایند تولید سریعتر. با این حال باتوجه به هزینه بالای ساخت قالب و نیاز به گره های نگهدارنده قالب و تجهیزات کمکی، در مجموع فرایند RTM از نظر هزینه و حجم تولید فرایندی متوسط محسوب می شود و در اصل بین دو دسته فرایندهای قالب باز کم هزینه با تولید کم و فرایندهای پرهزینه قالبگیری با پرس با تولید انبوه قرار دارد.

همیشه این سؤال مطرح بوده است که ایا فرایند RTM در مقیاس وسیع در صنعت کامپوزیت مورد استفاده قرار گرفته است؟

صنعتگران زیادی در سالهای گذشته روش RTM را به عنوان روش تولید قطعات کامپوزیتی آزمایش کرده و به کار گرفته اند، اما تنها تعداد کمی از آنها برای مدت زیادی از این روش استفاده کردند و تقریباً میتوان گفت هیچ کدام از آنها RTM را به عنوان روش انحصاری تولید خود نپذیرفتند.

طبق آمارهای موجود تقریباً همه صنایعی که تولیداتی ارزان یا با قیمت متوسط دارند از روش های قالبگیری باز استفاده می کنند. قطعاً نیاز به مهارت زیاد برای فرایند RTM عامل اصلی دلسردی بسیاری از صنعتگران در به کارگیری این روش برای تولید قطعات کامپوزیتی بوده است.

به علاوه این که عواملی چون هزینه های نهفته ناشی از نگهداری قالب، چیدن تقویت کننده ها درون قالب، عملیات مجدد روی قطعه پس از قالبگیری (به علت وجود حباب یا چسبیدن قطعه به قالب) و همچنین خسارات وارده طی فرایند ساخت باعث شده اند تا از دیدگاه بسیاری از تولیدکنندگان فرایند RTM فرایندی با هزینه و حجم تولید متوسط محسوب نشود.

فرایندی که امروزه تحت عنوان RTM مورد استفاده قرار می گیرد در واقع RTM سبک (Light) یاLRTM است. اگرچه ممکن است این فرایند نتواند همانند RTM سنتی فرایندی با حجم تولید متوسط (1000 تا 10000 قطعه در سال) به حساب اید اما نسبت به فرایندهای قالب باز از سرعت بالاتری برخوردار بوده و برتری های واقعی یک فرایند قالب بسته را به همراه دارد. باتوجه به برطرف شدن معایب فرایند RTM در LRTM، اعتماد تولیدکنندگان به این روش روز به روز بیشتر می شود، به طوری که امروزه آمارهای موجود از به کارگیری گسترده این فرایند توسط صنعتگران حکایت دارد.

تاریخچه

فرایندی که امروزه به عنوان LRTM شناخته می شود اولین بار حدود 25 سال قبل در بلژیک به کار گرفته شد. در واقع ایده این فرایند از روش VARTM یا RTM به کمک خلاء گرفته شده است که روشی برای تولید قطعات سبک با به کارگیری خلاء است.

مراحل این فرایند عبارتند از:

- الیاف خشک از طاقه بریده شده و پس از شکل دادن در محفظه قالب قرار داده می شوند.

- پس از آن که الیاف در جای مناسب خود قرار گرفتند، قالب بسته و محکم می شود.

- یک خلاء نسبی محفظه داخل قالب را فرا می گیرد.

- رزین با مقدار مشخص و با فشار کم به داخل قالب تزریق می شود.

- خلاء نسبی، رزین را در تمام قالب پخش کرده و تمام الیاف به رزین آغشته می شوند.

- پس از گذشت زمان لازم برای سخت شدن قطعه، قالب باز شده و قطعه از آن جدا می شود.

این فرایند در آن زمان دارای مشکلاتی بود. الیاف مورد استفاده (کوتاه یا بلند) درون قالب به راحتی شکل نمی گرفتند. نظم این الیاف پس از بسته شدن قالب به هم می خورد. با ورود رزین، رشته های الیاف کنار هم جمع شده و به هم می چسبیدند. این امر باعث می شد تا قطعه تولیدی دارای انعطاف پذیری لازم نبوده و تقریباً سخت شود. این مشکل در فرایندهای قالب باز وجود نداشت.

علاوه بر این، مشکلات دیگری نیز وجود داشت. جابجایی الیاف و به هم ریختن آنها در قالب باعث می شد تا خلاء نسبی موجود نتواند الیاف را فشرده و قالب را به طور کامل بسته نگاه دارد. این امر باعث می شد تا تنها قطعات ساده و تخت با این روش تولید شوند. استفاده از این روش برای تولید قطعات پیچیده نیازمند به کارگیری الیاف بافته ویژه ای همراه با کارهای اضافی روی الیاف بود. اگرچه این الیاف خوب شکل می گرفتند ولی قیمت تمام شده آنها بسیار بالا بود و از طرفی جریان رزین را به خوبی عبور نمی دادند. این عوامل سبب شد تا این فرایند رشد چندانی نداشته باشد.

ورود نسل جدید تقویت کننده ها به بازار

کم کم الیافی وارد بازار شدند که مشکلات مذکور را حل کردند. بدین ترتیب قطعات تولیدی از روشVARTM از کیفیت خوبی برخوردار شدند. ولی هزینه های بالا، فرایند VARTM را از دسته فرایندهای با هزینه متعادل خارج می کرد.

حدود 10 سال قبل با ورود نسل جدید الیاف به بازار، وضعیت به کلی تغییر کرد. چندین شرکت تولیدکننده الیاف شیشه، الیاف جدیدی تولید کردند که منحصراً برای فرایندهای قالب بسته طراحی شده بودند. ویژگیهای مثبت این الیاف، آنها را به الیافی ایده آل برای روش VARTM تبدیل کرد.

این الیاف دارای چسبندگی کمتری بوده و نرم تر بودند و به همین دلیل به راحتی در قالب شکل می گرفتند. علاوه بر این، برای شکل گیری در قالب نیاز به مرطوب شدن نداشتند. ویژگی مثبت دیگر این الیاف، این بود که از سه لایه تشکیل شده بودند که لایه میانی آنها محیطی مناسب برای عبور جریان با چگالی کم فراهم می کرد. این لایه باعث می شد تا رزین بدون هیچگونه مقاومتی و به طور افقی در الیاف جریان یابد. همچنین لایه های بیرونی این الیاف دارای انعطاف زیادی بودند و این عامل سبب می شد تا سطوح خارجی قطعه تولیدی از کیفیت بیشتری برخوردار شد.

مایک انگرر مالک شرکت نیوبوستون کامپوزیت در سفری که در سال 1997 به اروپا داشت با این فرایند آشنا شد و از جمله اولین تولیدکنندگان آمریکایی بود که این فرایند را به عنوان فرایندی مناسب برای تولید قبول کرد. پس از گذشت زمان کوتاهی، مایک انگرر روش تولید محصولات خود را از فرایندهای قالب باز به LRTM تغییر داد. در همان زمان نیل مک آرتور از شرکت کامپوزیت مک آرتور این فرایند را در اروپا مشاهده کرد و به عنوان نخستین تولیدکننده قطعات کامپوزیتی در استرالیا آن را پذیرفت.

اما چگونه فرایند قالبگیری رزین به کمک خلاء یا VARTM به LRTM تغییر یافت؟

گای شومارات صاحب شرکت شومارات یکی از اولین تولیدکنندگان نسل جدید الیاف کوتاه و همچنین آلن هارپر صاحب شرکت انگلیسی پلاستک سازنده تجهیزات تزریق رزین تصمیم گرفتند برای رشد صنایع خود این فرایند را به عنوان فرایندی مناسب برای تولید قطعات کامپوزیتی معرفی کنند و به این نتیجه رسیدند که VARTM احتیاج به نام جدیدی دارد. بدین ترتیب VARTM به RTMسبک یا LRTM تغییر نام داد.

فرایندی جهانی

با گذشت زمان، حدود 400 صنعتگر در سراسر دنیا فرایند RTM را یاد گرفته و بیش از 100 تن از آنها شروع به تولید قطعات کامپوزیتی با این روش کردند. پس از حدود 20 سال از ابداع RTM این فرایند و مواد مصرفی آن به طور چشمگیری تغییر یافته اند.

چارلز تور یکی از توسعه دهندگان اصلی این فرایند- هنگامی که در بلژیک تهیه کننده مواد اولیه بود- هم اکنون در شومارات کار می کند و برای گسترش و پیشرفت این فرایند وقت زیادی صرف کرده است. پلاستک نیز به سهم خود اتصالات و تجهیزات جانبی ویژه ای را طراحی و تولید کرد که مراحل ساخت و نصب قالب را به طور چشمگیری ساده کرده است.

فرایند LRTM مورد استفاده در حال حاضر برتری های زیادی دارد و قطعه تولیدی برای نخستین بار انتظارات قالبگیران را برآورده میسازد. تولیدکننده میتواند با هزینه ای تقریباً دو برابر هزینه روش های قالب باز، قطعه ای را از روش قالب بسته تولید کند. گذشته از هزینه، یک قالبگیر میتواند انتظار داشته باشد که با استفاده از یک قالب، چهار بار در روز قطعه تولید کند که به این ترتیب در مقایسه با قالبگیری باز نرخ تولید تقریباض دو برابر است. افزودن یک نیمه قالب اضافی (به عنوان مثال دو نیمه قالب ماده و یک نیمه نر) اغلب می تواند سرعت فرایند را افزایش دهد. علاوه بر این ها در این روش خروج گازهاو بخارات ناشی از پلیمریزاسیون رزین به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و میتوان رو ی هر دو سطح قطعه پوشش ژلی اعمال کرد.

شرایط کاری در فرایند LRTM به مراتب تمیزتر از روش قالبگیری باز بوده و یکنواختی قطعات در آن بیشتر است. میزان مصرف مواد نیز بیشتر قابل پیش بینی است. البته LRTM محدودیت هایی هم دارد. جداسازی بعضی قطعات پیچیده از نیمه نر قالب مشکل است. بعضی قطعات را به دلیل پیچیدگی هندسی قطعه نمیتوان از روش LRTM قالبگیری کرد. هزینه مواد در فرایند LRTM نسبتاً زساد بوده و تهیه برخی مواد زمان زیادی می طلبد (البته هزینه بالای مواد با افزایش بهره وری جبران می شود).

قالب

مهم ترین جزء فرایند LRTM، قالب است. در فرایندهای قالب بسته، قالب دارای دو نیمه است. یک نیمه قالب نسبتاً صلب و نیمه دیگر نسبتاً انعطاف پذیر است. در واقع یک نیمه قالب سفت تر از نیمه دیگر آن است. معمولاً نیمه صلب قالب با استفاده از فناوری و موادی ساخته میشود که برای ساخت قالب های فرایند قالب باز به کار گرفته می شود.

تنها تفاوت مهم قالب فرایندهای قالب باز و نیمه صلب قالب فرایند LRTM این است که عرض فلانج دور قالب در LRTM حدود 25-15 سانتی متر است.

قالب فرایندهای قالب باز با فلانج دارای سیستم پاشش، بدون هیچ گونه تغییری میتواند برای قالبگیری IRTM استفاده شوند. بعضی اوقات قالبگیر میتواند برای شروع، یک فلانج به قالب موجود اضافه کند. ولی برای قطعات کوچکتر معمولاً ساخت قالب جدید ساده تر است. ذکر این نکته ضروری است که چرخه های قالبگیری سریع، نیازمند قالب هایی با کنترل دما هستند که عملاً فرایند ساخت متفاوتی با قالب های باز دارند.

معمولاً در فرایند LRTM، نیمه صلب قالب، نیمه ماده قالب و دارای محفظه خالی و برعکس نیمه انعطاف پذیر قالب، نیمه نر و دارای برجستگی است. نیمه انعطاف پذیر معمولاً یک کامپوزیت چند لایه است که با روش لایه چینی دستی از رزین های وینیل استر و الیاف کوتاه تولید می شود. استفاده از قالب های شفاف از این جهت سودمند است که به قالبگیر اجازه مشاهده جریان رزین در داخل محفظه قالب را می دهد. البته این مسأله برای قالبگیران ماهر و باتجربه از اهمیت کمتری برخوردار است. نیمه انعطاف پذیر قالب معمولاً روی نیمه صلب قالب ساخته میشود و برای ایجاد فضای خالی بین دو نیمه، از ورقهای موم استفاده می شود (البته روشهای سودمند دیگری نیز وجود دارد که دارای نتایج مطلوبی هستند). فلانج نیمه بالای قالب بایستی با فلانج نیمه پایینی هماهنگ باشد.

همچنین نیمه بالایی قالب باید دارای اجزای مشخصی باشد که نقشی کلیدی در پیشرفت و موفقیت فرایند دارند. این اجزا عبارتند از واشرهای داخلی و خارجی فلانج برای آب بندی در ایجاد خلاء، روزنه یا روزنه های تزریق و دست کم دو روزنه خلاء که معمولاً یکی از آنها در نزدیکی مرکز قطعه تعبیه می شود. از این روزنه همچنین برای تزریق مایع جداکننده استفاده می شود. علاوه بر قالب، پمپ تزریق رزین و پمپ خلاء ازجمله تجهیزات ضروری این فرایند به شمار می آیند. سیستم خلاء میتواند شامل دو پمپ ونتوری ساده 20 دلاری و یا دارای تجهیزات 10،000 دلاری باشد. برای پمپ رزین اغلب قالبگیران از هرآنچه در دسترس است یا با آن آشنایی دارند استفاده می کنند. نمونه هایی از پمپ های مورد استفاده عبارتند از پمپ دنده ای، پمپ دیافراگمی، پمپ دودی و...

فرایند

در این فرایند قطعات میتوانند بدون پوشش ژلی یا با پوشش ژلی بر روی یک یا هردو سطح تولید شوند. آماده سازی قالب و اعمال پوشش ژلی همانند بر روی یک یا هر دو سطح تولید شوند. آماده سازی قالب و اعمال پوشش ژلی همانند فرایند قالبگیری باز است. هنگام اعمال پوشش ژلی، فلانج های قالب توسط کاغذ یا ماسک های قابل استفاده مجدد پوشانده می شوند.

به طور ایده آل هنگامی که پوشش ژلی هنوز چسبناک است تقویت کننده ها در محفظه مادگی قالب قرار می گیرند. پوشش چسبناک ژلی کمک می کند که تقویت کننده ها هنگام بسته شدن قالب در جای خود ثابت باشند. انواع مختلف تقویت کننده ها و الیاف میتوانند مورداستفاده قرار گیرند ولی استفاده از مواد ویژه باعث تسهیل فرایند و افزایش سرعت آن میشود.

سایر تقویت کننده ها و انواع مغزی ها میتوانند به همراه مت های شکل پذیر به کار گرفته شوند تا نتایج مطلوب به دست آید.

پس از آنکه همه مغزی ها و تقویت کننده ها در جای مناسب خود قرار داده شدند قالب بسته می شود. این عمل با قراردادن نیمه بالایی قالب روی نیمه صلب قالب با دست انجام می شود. معمولاً نیروی جاذبه همراه با لرزش های کوچک، فشار کافی را جهت بسته شدن قالب و آب بندی آن توسط واشر محیطی فلانج ایجاد می کند. در این لحظه خلاء کاملی در فضای بین واشرهای داخلی و خارجی فلانج اعمال می شود. این خلاء باعث ایجاد فشاری معادل چندین تن حتی روی قالبهای کوچک میشود. هنگامی که دو نیمه قالب به طور کامل فشرده شدنداز طریق روزنه مرکزی نیمه بالایی قالب یک خلاء نسبی اعمال میشود. در این هنگام قالب آماده دریافت رزین است. رزین از نقطه ای خارج از لبه قطعه و درون واشر داخلی وارد می شود. هنگامی که تقویت کننده ها در قالب قرار داده می شوند یک فضای خالی بین الیاف و واشر درونی باقی می ماند که این فضا محلی برای جریان رزین است. در نتیجه قبل از آنکه رزین به داخل تقویت کننده ها نفوذ کند دور تا دور آن را در قالب فرا می گیرد. برای قطعاتی که طول آنها بیش از 120 سانتی متر است معمولاض بیش از یک روزنه تزریق به کار گرفته می شود.

با آغاز جریان رزین درون تقویت کننده رزین به سمت روزنه خلاء که در مرکز قطعه قرار گرفته است پیش می رود. پس از آنکه قالب به طور کامل پر شد پمپ تزریق خاموش شده و لوله تزریق جدا می شود. هردوی خلاء های کامل و نسبی باید تا زمانی وجود داشته باشند که قطعه به قدر کافی پخت شده و بتواند از قالب جدا شود.

هنگام جدایش قالب، از طریق روزنه مرکزی اعمال خلاء، فشار ملایم هوا اعمال می شود تا عمل جدایش قالب تسهیل شود. ذکر این نکته ضروری است که در روش RTM سنتی تزریق تا زمانی که مشاهده شود قالب پر شده است ادامه می یابد ولی در روش LRTM میزان رزین موردنیاز پیش بینی شده و قالب تا آن زمان پر می شود. بنابراین قطعه ای با دقت و کیفیت بالا تولید شده و از بیرون ریختن رزین اضافی جلوگیری میشود.