常見的復(fù)合材料制造工藝主要涉及四個基本步驟：分別為浸漬（Impregnation）、鋪層（Lay-up）、固結(jié)（Consolidation）和固化（Solidi?cation），上述四個步驟在所有復(fù)合材料生產(chǎn)中都很常見，但是操作順序可能會因為應(yīng)用領(lǐng)域和具體制造工藝而存在差異。

01 浸 漬

在浸漬過程中，需要將樹脂涂覆在干態(tài)增強纖維上，并確保纖維在浸漬過程中完全浸透。浸漬過程結(jié)束后的產(chǎn)品稱為層板。使用不同的方法可實現(xiàn)徹底和均勻的浸漬，目前自動化是最常見的方法，并且通常會使用壓輥來確保樹脂均勻地流過纖維。

在纖維纏繞工藝中，纖維通過樹脂浴進行浸漬。在手糊工藝中，會使用材料供應(yīng)商已經(jīng)在一定環(huán)境中浸漬過的材料。在自動纖維鋪放過程中，該步驟在浸漬線上完成，浸漬后的產(chǎn)品稱為預(yù)浸料。

02 鋪 層

在鋪層過程中，通過在所需位置和方向放置纖維并進行浸漬，或通過將已經(jīng)組合好的纖維/樹脂預(yù)浸料放置在所需的位置和方向，形成復(fù)合材料層壓板。復(fù)合材料部件的厚度是通過放置不同層的材料來實現(xiàn)的。

在長絲纏繞中，通過芯軸和托架單元的相對運動獲得的所需的纖維分布。纖維具有定向強度，并且纖維的方向取向直接影響最終部件的強度，因此必須手動或通過自動纖維放置系統(tǒng)將其放置在特定的纖維方向上。

在 RTM 工藝中，將干燥的預(yù)成型坯放置在成型模具中進行灌注。預(yù)制件由編織、AFP、切割和配套等制成，然后注入樹脂并固化以形成層壓板。

03 固 結(jié)

在固結(jié)過程中，施加壓力的目的是從離散層獲得整體結(jié)構(gòu)，同時去除空隙和揮發(fā)物，在部件中獲得所需的纖維體積分?jǐn)?shù)，并獲得正確的尺寸公差。這種壓力可以通過抽真空、壓實、壓制或包裹來獲得。真空是大多數(shù)環(huán)氧樹脂制造中最常用的固結(jié)方法。

在 AFP 工藝中，固結(jié)是在使用壓實輥鋪筑時施加的。在 RTM 中，固結(jié)發(fā)生在壓機內(nèi)浸漬時。在長絲纏繞中，先在纏繞時施加固結(jié)力，然后通過在張力下用薄塑料薄膜纏繞。

04 固 化

最后一步是固化，熱塑性塑料的固化時間可能不到一分鐘，對于熱固性塑料而言，固化時間則可能需要長達(dá)120分鐘。在此期間保持真空或正壓，或兩者都保持。

在熱固性復(fù)合材料中，固化速率取決于樹脂配方和固化動力學(xué)。在固化過程中提供熱量可加快樹脂的固化速度。對于熱固性樹脂而言，固化溫度越高，其交聯(lián)過程越快，但為了獲得最佳結(jié)果，必須仔細(xì)注意材料數(shù)據(jù)表。

在熱塑性塑料中，固化過程中沒有化學(xué)變化，因此固化所需的時間最短。在熱塑性塑料加工中，固化速度主要取決于加工過程的冷卻速度。通常，固化時間越短，該工藝可實現(xiàn)的生產(chǎn)率越高。

05 結(jié) 束 語

復(fù)合材料成型方法很多，因此具體加工工藝很難一概而論，但無論是熱固性材料還是熱塑性塑料，上述四個步驟是所有復(fù)合材料生產(chǎn)過程中的常見步驟。操作順序和這些步驟的使用方法會因最終零件要求、制造工藝和所用材料類型而異。

比如，預(yù)浸料和熱塑性材料在鋪層之前進行浸漬，兩者都常用于標(biāo)準(zhǔn)最高的航空航天工業(yè)。而對于一些要求較低的零部件，例如運動和休閑等，通常會進行鋪層，然后用樹脂浸漬纖維。

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