Beim Resin Transfer Moulding liegt eine trockene Faser-Preform zwischen zwei festen Formhälften. Die Form wird geschlossen und zugehalten, erst dann kommt das Harz-Härter-Gemisch dazu: Es wird über einen Anguss eingepresst und schiebt die Luft vor sich her, bis das Laminat vollständig getränkt ist. Weil beide Bauteilseiten an einer Werkzeugfläche anliegen, entsteht – anders als beim Handlaminat oder bei der Vakuuminfusion – ein Teil mit zwei glatten, maßhaltigen Oberflächen. Der Name beschreibt genau diesen Vorgang: Das flüssige Harz wird in die bereits geschlossene Kavität – den Formhohlraum zwischen den beiden Formhälften – überführt, also transferiert. Damit gehört RTM zur Familie der Liquid-Composite-Molding-Verfahren, bei denen Faser und Harz erst im Werkzeug zusammenkommen.
Wie der RTM-Prozess abläuft
- Preform herstellen: Die trockenen Faserlagen werden zugeschnitten, gestapelt und in die spätere Bauteilform gebracht. In der Serie werden sie mit einem Binder fixiert, damit die Faserlage beim Schließen und beim Injizieren erhalten bleibt.
- Werkzeug vorbereiten: Trennmittel auftragen, Dichtungen und Dichtflächen prüfen, Anguss und Steiger freimachen. Beheizte Werkzeuge werden vorher auf Solltemperatur gefahren.
- Einlegen und schließen: Die Preform kommt in die untere Formhälfte, die Form wird geschlossen und verriegelt oder in einer Presse zugehalten. Die Zuhaltung muss dem Innendruck über die gesamte projizierte Fläche standhalten – also über die Schattenfläche des Bauteils in Schließrichtung, nicht über seine abgewickelte Oberfläche.
- Injizieren: Das angemischte Harz wird über den Anguss eingepresst. Eine Fließfront wandert durch das Laminat; an den Steigern treten Luft und überschüssiges Harz aus.
- Nachdrücken und aushärten: Sind die Steiger geschlossen, härtet das Bauteil unter Nachdruck aus. Im beheizten Werkzeug geht das deutlich schneller als bei Raumtemperatur.
- Entformen und besäumen: Form öffnen, Bauteil entnehmen, Angusskegel und Butzen entfernen. Je nach Harzsystem folgt ein Temperschritt außerhalb des Werkzeugs.
Das Prozessfenster: Viskosität, Druck, Zeit
Drei Größen hängen beim RTM unmittelbar zusammen. Der Injektionsdruck treibt das Harz durch das Laminat, die Viskosität bestimmt, wie leicht es fließt, und die Reaktionszeit setzt die Frist: Die Kavität muss gefüllt sein, bevor das Harz angeliert. Deshalb werden für RTM bewusst dünnflüssige, spät reagierende Harzsysteme eingestellt – ein Handlaminierharz mit kurzer Topfzeit ist hier die falsche Wahl. Als geeignet gelten Injektionsharze unter rund 300 mPa·s, gemessen bei Verarbeitungstemperatur; im beheizten Werkzeug liegt die Viskosität dann nochmals deutlich darunter. Je größer das Bauteil und je dichter die Preform gepackt ist, desto länger der Fließweg – und desto kritischer dieses Zeitfenster. Einfach mehr Druck zu geben, löst das Problem nicht: Die praktische Obergrenze setzt in aller Regel nicht die Pumpe und nicht das Werkzeug, sondern die Preform. Wird das Harz zu schnell durchgetrieben, reißen die Schubspannungen die Fasern mit und es entstehen Lufteinschlüsse.
Die Varianten der RTM-Familie
„RTM“ ist ein Sammelbegriff, und zwar ein ausgesprochen unscharfer: Für die Injektions- und Infusionsverfahren existieren mehrere Dutzend benannte Spielarten, viele davon Firmennamen für im Kern dasselbe Prinzip. Ein tragfähiges Ordnungskriterium ist deshalb nicht der Name, sondern das Werkzeug – genauer: ob die Kavität starr ist oder nachgibt. Eine starre Kavität legt die Bauteildicke fest, eine flexible Abdeckung legt stattdessen den Faservolumengehalt fest.
| Variante | Wie das Harz bewegt wird | Druck (Richtwert) | Gegenform | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|---|
| Klassisches RTM | Einpressen in die geschlossene, starre Kavität | typisch ca. 1–6 bar | zweite starre Formhälfte aus GFK, Aluminium oder Stahl | mittlere Serien, beidseitig glatte Bauteile |
| Light-RTM (LRTM) | Niederdruck-Injektion, unterstützt durch Vakuum in der Kavität | unter 1 bar Injektion | leichte, halbflexible GFK-Gegenform, Vakuumrille im Flansch | kleine bis mittlere Serien, ohne Presse |
| Vakuuminfusion (VARI, Vacuum Assisted Resin Infusion) | allein durch Unterdruck angesaugt | max. rund 1 bar Druckdifferenz | keine – flexibler Vakuumsack über einseitigem Werkzeug | große Strukturen in kleiner Stückzahl |
| HP-RTM (Hochdruck-RTM) | Hochdruck-Injektion in das evakuierte, beheizte Werkzeug | Kavitätsdruck ca. 30–120 bar | Stahlwerkzeug in der Presse, meist 80–130 °C | Automobil-Großserie, Taktzeiten um fünf Minuten |
| C-RTM (Spaltimprägnierung) | Injektion in einen definierten Spalt, dann Verpressen in Dickenrichtung | ca. 5–10 bar Injektion, hoher Kavitätsdruck erst beim Pressen | Presswerkzeug, das zunächst nur teilweise schließt | Großserie mit geringerer Faserverschiebung |
Das Werkzeug entscheidet
Beim Handlaminat und bei der Infusion steckt die Arbeit im Laminataufbau; beim RTM verschiebt sie sich fast vollständig in das Werkzeug. Eine RTM-Form ist keine Negativform mit Deckel, sondern ein abgestimmtes System aus zwei passgenauen Hälften. Wie groß die Kräfte dabei werden, unterschätzen viele. Der Zusammenhang ist keine Faustformel, sondern reine Einheitenrechnung: 1 bar Innendruck entspricht rund 10 Tonnen je Quadratmeter. Ein Bauteil mit einem Quadratmeter projizierter Fläche erzeugt bei 5 bar also rechnerisch bis zu etwa 50 Tonnen Auftrieb – der konservative Auslegungsfall, denn so hoch liegt der Druck real nur unmittelbar am Anguss. Maßgeblich ist dabei der tatsächliche Druck in der Kavität während des Füllens und Nachdrückens – nicht der Wert, der am Injektor abzulesen ist. Der Kavitätsdruck ist ungleich verteilt: Am Ende der Fließfront liegt er deutlich niedriger als am Anguss. Genau deshalb braucht klassisches RTM eine echte Zuhaltung, und Light-RTM nimmt den Umweg über das Vakuum.
- Anguss und Fließweg: Lage und Zahl der Angusspunkte bestimmen, wie die Fließfront durch das Bauteil läuft. Ziel ist eine Front, die die Luft geordnet vor sich herschiebt – nicht mehrere Fronten, die sie einschließen.
- Steiger und Entlüftung: Sie liegen dort, wo die Front zuletzt ankommt, meist an den höchsten oder am weitesten entfernten Stellen. Falsch platzierte Steiger sind die häufigste Ursache trockener Stellen.
- Dichtsystem: Die Kavität muss über den gesamten Umfang dicht sein. Light-RTM arbeitet dafür mit zwei Dichtungen und einer Vakuumrille dazwischen: Die äußere zieht die Gegenform an, die innere hält die Kavität dicht.
- Steifigkeit und Zuhaltung: Gibt das Werkzeug unter Innendruck nach, wird das Bauteil dicker als geplant und der Faseranteil sinkt – die Maßhaltigkeit, wegen der man RTM überhaupt wählt, geht verloren.
- Temperierung: Kanäle oder Heizmatten im Werkzeug verkürzen die Aushärtung und halten die Temperatur gleichmäßig. Ungleichmäßige Wärme ist eine der Hauptursachen für Verzug.
- Werkzeugwerkstoff: GFK- und Epoxid-Werkzeuge sind günstig und im eigenen Formenbau herstellbar und decken Prototypen und Kleinserien ab. Aluminium und Stahl halten Druck, Temperatur und Stückzahl deutlich besser stand.
Die Preform ist der eigentliche Qualitätsschritt
Was im geschlossenen Werkzeug passiert, lässt sich nicht mehr korrigieren – Nachlaminieren gibt es beim RTM nicht. Deshalb entscheidet die trockene Preform über das Ergebnis: Sie muss die Kavität maßhaltig ausfüllen, an Radien faltenfrei anliegen und beim Schließen an Ort und Stelle bleiben. Ein zu kleiner Zuschnitt hinterlässt am Rand einen Spalt, in dem das Harz schneller läuft als im Laminat; ein zu großer wird beim Schließen gequetscht und wirft Falten. In der Serie wird die Preform deshalb mit Bindervlies oder Sprühbinder fixiert, vernäht oder gleich endkonturnah geflochten.
Typische Fehler – und woran sie liegen
| Fehlerbild | Ursache | Gegenmaßnahme |
|---|---|---|
| Trockene Stelle (Dry Spot) | Zwei Fließfronten schließen Luft ein, oder das Harz geliert, bevor der Bereich erreicht ist | Anguss und Steiger neu anordnen, Viskosität senken, Fließweg verkürzen |
| Racetracking | Am Rand oder an einem Radius bleibt ein Spalt, in dem das Harz schneller läuft als im Laminat | Preform maßhaltig zuschneiden und fixieren, Kavitätsrand sauber abdichten |
| Faserverschiebung (Fiber Wash) | Die Fließfront läuft zu schnell – der Druckabfall über der Preform ist größer als das, was Binder, Nähfäden und Reibung halten | Injektionsgeschwindigkeit begrenzen, langsamer anfahren, Preform binden oder vernähen |
| Porosität | Luft, die die Fließfront einschließt (zu schnell oder zu langsam injiziert), unzureichend evakuierte Kavität, gelöste Luft oder Feuchte im Harz | Kavität vor der Injektion evakuieren, Fließgeschwindigkeit anpassen, Harz entgasen, Materialien trocken lagern, Nachdruck halten |
| Verzug | Ungleichmäßige Temperatur im Werkzeug oder unsymmetrischer Lagenaufbau | Temperierung vereinheitlichen, Lagenaufbau symmetrisch auslegen, nachtempern |
Ab wann rechnet sich RTM?
RTM tauscht laufende Arbeitszeit gegen einmalige Werkzeugkosten. Ein zweiteiliges, dichtes und druckfestes Werkzeug kostet ein Vielfaches einer offenen Handlaminat- oder Infusionsform – dafür sinkt der Aufwand je Bauteil erheblich, und die Streuung zwischen den Teilen wird klein. Eine allgemeingültige Stückzahlschwelle gibt es nicht: Die kursierenden Zahlen stammen von Lohnfertigern und Werkzeugbauern und taugen als Größenordnung, nicht als Rechengröße. Verlässlich ist dagegen die Richtung – die Schwelle verschiebt sich zugunsten von RTM, wenn mehrere der folgenden Punkte zutreffen.
- Beide Bauteilseiten sollen sichtbar oder maßhaltig sein – sonst müsste die Rückseite aufwendig nachgearbeitet werden.
- Die Teile sollen untereinander gleich sein, mit reproduzierbarer Wanddicke und reproduzierbarem Faseranteil.
- Die Serie läuft über längere Zeit, sodass sich das Werkzeug über viele Abzüge verteilt.
- Die Styrolbelastung im Betrieb soll sinken – im geschlossenen Werkzeug entweicht deutlich weniger als beim offenen Laminieren.
- Die Geometrie ist ohne Hinterschnitte entformbar, sonst wird das Werkzeug mit Schiebern schnell unverhältnismäßig teuer.