真空輔助樹脂注射成型vari研究進展
⑴ 什麼叫真空成型
樓主的問題「真空成型」，可能是指塑料製品的「吸塑」工藝。
在「真空成型」的塑內料模具上，容開有許多小孔，接上減壓的真空泵，造成模具表面的負壓，這樣在成形的時候，塑料能夠緊密的貼在模具上成形。這樣的產品如冰箱內膽，門扇的壓花貼膜等。
「真空成型」的設備，也能用於熱壓成形等加工方式。
⑵ vari工藝和vartm工藝有什麼區別
真空輔助樹脂傳遞模塑(Vacuum Assisted ResinTransfer Molding，VARTM):傳統RTM加上真空；
真空輔助樹脂灌注成型技術(Vacuum Assisted ResinInfusion，VARI)：採用了柔性真空袋結專構，只有一面是屬模具。
⑶ 想了解玻璃纖維的製作工藝和製作流程，越詳細越好，多謝
纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料，復合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以來發展很快。盡管產量小（據法國Vetrotex公司統計，2003年全球復合材料達700萬噸），但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%，以中國（含台灣省）、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料（玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」）逾90萬噸，已居世界第二位（美國2003年為169萬噸，日本不足70萬噸）。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成：
增強材料：在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料。
基體：構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼（GRP）中的樹脂（本文談到的環氧樹脂）就是基體。 y
按基體材料不同，復合材料可分為三大類：
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料，如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體？
固化收縮率代低，僅1%-3%，而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%；
粘結力強；
有B階段，有利於生產工藝；
可低壓固化，揮發份甚低；
固化後力學性能、耐化學性佳，電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳，然耐酸性差；固化後一般較脆，韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能（按ASTM）
以FW（纖維纏繞）法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例，將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較
玻璃含量 GF/EPR（玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性（UL-94） V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量
材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 （hand lay up)
（1）概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂（須待膠衣凝結後）
一層纖維增強材料（玻纖、芳綸、碳纖維......），纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布（方格布）等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料，並驅除氣泡，壓實基層。鋪層操作反復多次，直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應，常溫固化。可加熱加速固化。
（2）原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透，亦可用。
芯材 任意。
（3）優點
1）適合少量生產；
2）可室溫成型，設備投資少，模具折舊費低；
3）可製造大型製品和型狀復雜產品；
4）樹脂和增強材料可自由組合，易進行材料設計；
5）可採用加強筋局部增強，可嵌入金屬件；
6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面（如開模成型則一面不平滑）；
7）玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
（4）缺點
1）屬於勞動密集型生產，產品質量由工人訓練程度決定； ;
2）玻纖含量不可能太高；樹脂需要粘度較低才易手工操作，溶劑/苯乙烯量高，力學與熱性能受限制；
3）手糊用樹脂分子量低；通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
（5）典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型（RTM）
（1）概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間；合模並將模具夾緊；在壓力下注射樹脂；樹脂固化後打開模具，取下產品。
樹脂膠凝過程開始前，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個內，浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量（體積比超過50%）的製品，如航空航天用零部件時，壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀（帶粘結劑），再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射（VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
（2）原材料
樹脂：一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛；當加溫時，高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維：任意。常用玻纖連續氈、縫編材料（其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞）、無捻粗紗布；玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材（法國Vetrotex商品名TWINTEX）。
芯材：不用蜂窩，因蜂窩空格全被樹脂填滿，壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
（3）優點
1）製品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少；
2）閉模成型，生產環境好；
3）勞動強度低，對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低；
4）製品兩面光，可作有表面膠衣的製品，精度也比較高；
5）成型周期較短；
6）產品可大型化；
7）強度可按設計要求具有方向性；
8）可與芯村、嵌件一體成型；
9）相對注射設備與模具成本較低。
（4）缺點
1）不易製作較小產品；
2）因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜，價位也高一些；
3）能有未被浸漬的材料，導致邊角料浪費。
（5）典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞（FW）
（1）概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞，通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴，由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸（模）上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計，並由芯軸（模）轉速與小車往復速度之比，精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模，芯模即包在復合材料產品內，作為內襯。
（2）原材料
樹脂：任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維：任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時，常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材：可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體，一般不用。
（3）優點
1）因為纖維逕直以合理的線形鋪設，承擔負荷，故復合材料製品的結構特性可非常高；
2）由於同內襯層組合，可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品；
3）可製造兩端封閉的製品；
4）鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗，材料費用低；
5）可採用樹脂計量，然浸膠後的纖維通過擠膠或口模，控制樹脂含量；
6）可大理生產和自動化；
7）機械成型，復合材料材質及方向性均勻，質量穩定。
（4）缺點
1）製品形狀限於圓柱形或其它回轉體；
2）纖維不易沿製品長度方向精確排列；
3）對於大型製品，芯模成本高；
4）成品外表不是「模製」的，不盡人意；
5）對於承受壓力的製品，如選擇樹脂不合適或無內襯，就易發生滲漏。
（5）典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶（消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等）、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型）
（1）概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓（0.5MPa）混合後，即在低壓（0.5-1.5MPa）下注射到閉模中反應成型，此即為工藝過程。若組分一為多元醇，一為異氰酸酯，則反應生成聚氨酯 。為增加強度，可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和（或）填料。弈可採用長纖維（如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等）增強，在注射前，將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM（Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型）。
(2)原材料
樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系；亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本；
纖維：常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維；
芯材：不用。
（3）優點
1）製造成本比熱塑性塑料注射工藝低；
2）可製造大尺寸、開頭復雜的產品；
3）固化快，適於快速生產。
（4）缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高，薦用礦物復合材料取代之。
（5）主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 （Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗（使用前預先放置在紗架上），它提供縱向（沿生產線方向）增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等，它們補充橫向增強，表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料，改進型材料性能（如阻燃），並降低成本。
拉擠成型的程序是
1）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂；
2）玻璃纖維預成型後進入加熱模具內，進一步浸漬（擠膠）、基本樹脂固化、復合材料定型；
3）將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式：
膠槽浸漬法：通常採用此法，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然後進入模具。此法設備便宜作業性好，適於不飽和聚酯樹脂，乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法（圖6）：玻纖增強材料進入模具後，被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體，如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
（2）原材料
樹脂：常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂；
纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等；
芯材：一般不用，現有以PU發泡材料為芯材，外為連續拉擠框型型材，作為保溫牆板的。
（3）優點
1）典型拉擠速度0.5-2m/min，效率較高，適於大批量生產，製造長尺寸製品；
2）樹脂含量可精確控制；
3）由於纖維呈縱向，且體種比可較高（40%-80%），因而型材軸向結構特性可非常好；
4）主要用無捻粗紗增強，原材料成本低，多種增強材料組合使用，可調節製品力學性能；
5）製品質量穩定，外觀平滑。
（4）缺點
1）模具費用較高；
2）一般限於生產恆定橫截面的製品。
（5）典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型（Vacuum bag process)
（1）概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起，在積層上覆以橡膠袋，周邊密封，在後用真空泵抽真空，積層從而受到不大於1個氣壓的壓力，而被壓實、成型。
（2）原材料
樹脂：主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯（交聯劑）過度抽出，可能會造成問題，故一般不用；
纖維：同手糊法；
芯材：任意。
（3）優點
1）採用普通的濕法鋪層技術，通常可獲得高纖維含量的製品；
2）可製造大尺寸產品；
3）產品兩面光；
4）較濕法鋪層浸膠孔隙率低；
5）由於壓力，樹脂流經結構纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂；
6）有利於操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
（4）缺點
1）額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本；
2）要求操作人員有較高的技術熟練水平；
3）樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術；
4）生產效率不高。
（5）典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型（RFI-Resin Film Infusion)
（1）概 要
將干強物與樹脂片（樹脂片系放在一層脫模紙上提供）交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆，藉真空泵抽真空，將干織物內空氣抽出。然後加熱，令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物，然後經過一事實上時間即固化。
（2）原材料
樹脂：一般僅用環氧樹脂； ¬
纖維：任意；
芯材：許多種芯材都可以使用，由於工藝過程中溫度高，對PVC泡沫需要專門處理，以免泡沫損壞。
（3）優點
1）空隙率低，可精確獲得高的纖維含量；
2）鋪層清潔，有利於健康和安全（似預浸）；
3）可較預浸法成本低，此為主要的優點；
4）由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞，故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP（西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process）少。
（4）缺點
1）目前僅用於宇航工業，還未推廣；
2）雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要，但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化，總是不可少的；
3）模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100ºC）；
4）要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力；
（5）典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料（高壓釜）成型
（1）概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下，將織物和（或）纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下，讓預浸材料貯存幾周或幾個月，仍能保質使用。當要延長保持期，材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感，象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來，與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面，通過真空袋抽真空，並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動，並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜（實際上是一座壓力加熱罐）提供，它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
（2）原材料
樹脂：通常用環氧樹脂，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂，如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等；
纖維：任意。雖然由於在工藝過程中，高溫分對芯材有些影響，需要採用某些專門的泡沫芯材。
（3）優點
1）預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖維含量。
2）材料於操作人員十分安全，無礙健康，操作清潔；
3）單向帶纖維成本最低，因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程；
4）由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂，樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的；
5）材料有效時間長（室溫下可保質數月），這意味著可優化結構、復合材料易鋪層；
6）可能實現自動化和節省勞動力。
（4）缺點
1）對於預浸織物，材料成本高；
2）通常要對高壓釜固化復合材料製品，耗費大、作業慢、製品尺寸受限制；
3）模具需能承受作業溫度；
4）芯材需要承受作業溫度和壓力。
（5）典型產品
飛機結構復合材料（如機翼和尾翼）、衛星與運載火箭結構件（太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等）、賽車、運動器材（如網球拍、滑雪板等）。
9、低溫 固化預浸料成型
（1）概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備，但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時，材料可操作保持期可小到限於1個星期，但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力，避免採用高壓釜。
（2）材料 |
樹脂：一般僅採用環氧樹脂；
纖維：任意，同通常的預浸料；
芯材：任意，雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
（3）優點
1）具有傳統預浸料法所具備的（1）-（6）條優點；
2）模具材料較便宜，如木材亦可用，因其固化溫度較低故；
3）可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力；固化溫度低，可採用簡單的熱空氣循環加熱室（經常就地建造大於製品的加熱室 ）
4）可採用普通的PVC泡沫芯材，略作處理即可；
5）能耗低。
（4）缺點
1）材料成本仍高於預浸織物；
2）需加熱室和真空袋系統，以固化製品；
3）模具需能經受高於環境溫度的溫度（常用60-100ºC）；
4）仍有能耗，因需高於環境溫度固化。
（5）典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
（1）概要
SCRIMP（Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法）,RIFT（Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法） ,VARTM（Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型）這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內，如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊，利於提高製作表觀與結構密實度。
（2）材料
樹脂：常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂；
纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用，因其間隙使得樹脂快速流動；
芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用。
（3）優點
1）同RTM，但製品僅一面光，不似RTM兩面光；
2）由於模具一半是真空袋，主模具僅需較低強度，故模具成本甚低；
3）可製造大尺寸產品；
4）通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法；
5）一次作業即可生產芯材結構。
（4）缺點
1）要完成好相對復雜的操作過程；
2）樹脂粘度必須非常低，限制了製品的力學性能；
3）鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大；
4） SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
（5）典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。
⑷ 玻璃纖維短切氈工藝流程怎麼寫
幫不了你.
⑸ 天津都有那些航空航天企業啊航空航天領域的企業生產，都涉及那些工業設備和原料呢
先進復合材料具有輕質、高強度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設計、成型工藝性好和成本低等特點，是理想的航空結構材料，在航空產品上得到了廣泛應用，已成為新一代飛機機體的主體結構材料。復合材料先進技術的成熟使其性能最優和低成本成為可能，從而大大推動了復合材料在飛機上的應用。一些大的飛機製造商在飛機設計製造中，正逐步減少傳統金屬加工的比例，優先發展復合材料製造。本文旨在介紹在復合材料製造過程中所涉及到的主要工藝和先進專用設備。
復合材料在飛機上的應用
隨著復合材料製造技術的發展，復合材料在飛機上的用量和應用部位已經成為衡量飛機結構先進性的重要標志之一。復合材料在飛機上的應用趨勢有如下幾點：
（1）復合材料在飛機上的用量日益增多。
復合材料的用量通常用其所佔飛機機體結構重量的百分比來表示，世界上各大航空製造公司在復合材料用量方面都呈現增長的趨勢。最有代表性的是空客公司的A380客機和後續的A350飛機以及波音公司的B787飛機。A380上復合材料用量約30t。B787復合材料用量達到50%。而A350飛機復合材料用量更是達到了創紀錄的52%。復合材料在軍機和直升機上的用量也有同樣的增長趨勢，近幾年得到迅速發展的無人機更是將復合材料用量推向更高水平。
（2）應用部位由次承力結構向主承力結構發展。
最初採用復合材料製造的是飛機的艙門、整流罩、安定面等次承力結構。目前，復合材料已經廣泛應用於機身、機翼等主承力結構。主承載部位大量應用復合材料使飛機的性能得到大幅度提升，由此帶來的經濟效益非常顯著，也推動了復合材料的發展。
（3）在復雜外形結構上的應用愈來愈廣泛。
飛機上用復合材料製造的復雜曲面製件也越來越多，如A380和B787飛機上的機身段，球面後壓力隔框等，均採用纖維鋪放技術和樹脂膜滲透（RFI）工藝製造。
（4）復合材料構件的復雜性大幅度增加，大型整體、共固化成型成為主流。
在飛機上大量採用復合材料的最直接的效果是減重，復合材料製件採用共固化、整體成型技術，能夠成型大型整體部件，明顯減少零件、緊固件和模具的數量，減少零件裝配，從而有效地降低製造成本。
（5）復合材料的製造手段和先進專用設備得到迅速發展和廣泛應用。
傳統的復合材料製造技術自動化程度低，復合材料製件的質量不穩定，分散性大，可靠性差，生產成本居高不下，無法生產大型和復雜的復合材料製件。飛機結構尺寸的不斷增加使大尺寸復合材料製件的製造工藝變得極為重要。
近年來，出現了各種各樣的自動化程度較高的製造技術，如纖維鋪放、樹脂膜轉移成型/滲透成型、電子束固化等技術。隨之研製並得以工業化應用的先進、高效、低成本專用設備也層出不窮，如三維編織機、全自動鋪帶設備和絲束鋪放設備等。這些高效自動化設備顯著提高了復合材料生產效率和製件內部質量，降低了成本，使復合材料性能最優化和低成本並存成為可能。
復合材料製造工藝及主要設備
復合材料成型是一個比較復雜的過程。隨著各種新工藝、新技術的涌現，復合材料製造工藝已成為復合材料加工製造的關鍵，涵蓋的技術面廣、技術含量高，涉及的成本份額占總成本的80%以上。
根據用途、批量、市場等要求的不同，航空航天用復合材料產品的成型工藝採用了手工鋪層、半自動成型、全自動成型以及液體成型等技術。下面就生產中主要涉及的工藝方法和主要設備加以重點說明。
（1）手工鋪層。
目前，手工鋪層仍是被廣泛使用的傳統成型方法，甚至像B-2轟炸機以及一些通用飛機的製造也採用了大量的手工鋪層工序。因為這些產品的定貨量往往是一位數，而質量要求很高。手工鋪貼方法的優點是可使蒙皮厚度有大的變化，進行局部加強，嵌入接頭用的金屬加強片，形成加強筋和蜂窩夾芯區等。
目前，手工鋪層使用了許多專用設備來控制和保證鋪層的質量，如復合材料預浸料自動剪裁下料系統和鋪層激光定位系統等，即採用專門的數控切割設備來進行預浸料和輔助材料的平面切割，從而將依賴於樣板的製造過程轉變為可根據復合材料設計軟體產生的數據文件進行全面運作的製造過程。
手工鋪層的缺點是要求鋪層人員有很高的技藝和施工經驗，手工鋪貼費工費時，因此效率低、成本高（占總成本的1/4），難以適應大批量生產和大型復雜復合材料製件的生產要求。因此，在60年代初，在手工鋪層復合材料實施幾年之後，就開發了自動鋪帶（ATL）技術。
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即使在美國,人工鋪帶也仍然採用,這是美國 Liberty Aerospace的工人正在操作
（2）自動鋪帶（ATL）。
自動鋪帶技術採用有隔離襯紙的單向預浸帶，其裁剪、定位、鋪疊、輥壓均採用數控技術自動完成，由自動鋪帶機實現。多軸龍門式機械臂完成鋪帶位置的自動控制，鋪帶頭上裝有預浸帶輸送和切割系統，根據待鋪放工件邊界輪廓自動完成預浸帶的鋪放和特定形狀位置的切割。預浸帶在加熱狀態時，在壓輥的壓力作用下鋪疊到模具表面。
自動鋪帶機根據鋪放製件的幾何特徵可分為平面鋪帶和曲面鋪帶兩類。隨著自動鋪帶設備、編程、計算機軟體、鋪帶技術以及材料的進一步發展，自動鋪帶的效率變得更高，性能更可靠，操作性更友好。與手工相比，先進鋪帶技術可降低製造成本的30%～50％，可成型超大尺寸和形狀復雜的復合材料製件，而且質量穩定，縮短了鋪層及裝配時間，工件近凈成型，切削加工及原材料耗費減少。目前，最先進的第五代鋪帶機是帶有雙超聲切割刀和縫隙光學探測器的十軸鋪帶機，鋪帶寬度最大可達到300mm，生產效率可達到手工鋪疊的數十倍。
自動鋪帶機要成型復雜雙曲率型面，需採用窄帶，工作效率會降低，而一台鋪帶機的價格需要3～5百萬美元，成本太高。由此，Hercules率先開發了自動絲束鋪放（ATP）設備。
（3）自動絲束鋪放（ATP）。
自動絲束鋪放技術結合了自動鋪帶和纖維纏繞技術的優點，鋪束頭把纏繞技術所用的不同預浸紗束獨立輸送和鋪帶技術所用的壓實、切割、重送功能結合在一起，由鋪束頭將數根預浸紗束在壓輥下集束成為一條寬度可變的預浸帶，然後鋪放在芯模表面，鋪放過程中加熱軟化預浸紗束並壓實定型。
與自動鋪帶相比，自動鋪絲束技術可以成型更復雜的結構件，材料消耗率低，是自動化製造技術的頂峰，ATP設備對復合材料的重要性相當於銑床對金屬材料結構的重要性。它是介於自動纏繞與自動鋪帶之間的一種鋪層方法，特別適於復雜構件的製造。自動鋪放技術的基礎是鋪放機的設計與開發。
以美國辛辛那提機床公司Viper纖維鋪放機系統為例。Viper纖維鋪放系統將纏繞、特型鋪帶及計算機控制結合起來，自動生產需要大量手工鋪層的復雜零件，從而縮短鋪層及裝配時間，由於工件近凈成型，切削加工及原材料耗費減少。
沃特公司製造波音787的23%的機身，其中包括5.8m×7m的47段及4.3m×4.6m的48段，採用了來自辛辛那提公司的自動鋪放機Viper6000。製造時，將東麗的3900系碳/環氧無緯帶鋪疊在大的筒形旋轉模具上，模具由互鎖的芯軸組成，筒形件鋪成後放在23.2m×9.1m的、世界上體積最大的熱壓罐中固化。目前，自動絲束鋪放機已可鋪放窄帶及寬頻絲束。
預浸絲束/帶的機器人自動鋪放已成為高性能纖維增強復合材料結構的一種強力高效技術。它是機電裝備技術、CAD/CAM軟體技術和材料工藝技術的綜合集成，包括：自動鋪放裝備技術、預浸絲束/帶切割技術、鋪放CAD技術、鋪放CAM技術、預浸絲束/帶技術、自動鋪放工藝技術、鋪放質量控制、模具技術、成本分析及控制和一體化協同數字化設計技術等，具有高效率、高質量、高重復性和低成本等優點。
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Viper6000大型ATP機,代表了當今自動絲束鋪放最高水平
（4）熱壓罐固化成型。
熱壓罐固化成型是航空航天復合材料結構件傳統的製造工藝，它有產品重復性好、纖維體積含量高、孔隙率低或無孔隙、力學性能可靠等優點。熱壓罐固化的缺點主要是耗能高以及運行成本高等。而目前大型復合材料構件必需在大型或超大型熱壓罐內固化，以保證製件的內部質量，因此熱壓罐的三維尺寸也在不斷加大，以適應大尺寸復合材料製件的加工要求。目前，熱壓罐都採用先進的加熱控溫系統和計算機控制系統，能夠有效地保證在罐內工作區域的溫度分布均勻，保證復合材料製件的內部質量和批次穩定性，如准確的樹脂含量、低或無空隙率和無內部其他缺陷。這也是熱壓罐一直沿用至今的主要原因。
（5）復合材料液體成型。
復合材料液體成型已是十分普及的工藝，它是以樹脂轉移成型（RTM）為主體，包括各種派生的RTM技術，大約有25～30種之多，其中，RTM、真空輔助RTM（VARTM）、真空輔助樹脂注射成型（VARI）、樹脂膜熔浸成型（RFI）和樹脂浸漬成形（SCRIMP）被稱為RTM的5大主要成型工藝，也是目前應用最多的RTM工藝。
RTM的優點是成品的損傷容限高，可成型精度高、孔隙率小的復雜構件及大型整體件。RTM成型的關鍵是，要有適當的增強預形件以及適當黏度的樹脂或樹脂膜。RTM要求樹脂在注射溫度下的黏度值低，第一代環氧樹脂的粘度要求在500cps（0.5Pa·s）以下，以前對於較大尺寸的構件要求樹脂黏度低於250cps（0.25Pa·s），RTM工藝的主要設備是各種樹脂注射機和整體密閉型模具。
隨著新型增強材料結構的不斷創新，編織技術和預成形體技術與RTM技術相結合，形成了新的工藝發展和應用方向。如採用三維編織技術將增強材料預製成3D結構，然後再與RTM工藝復合，也可將纖維織物通過縫紉或粘結的方法，直接預製成製件形狀，再採用RTM工藝成型復合材料。
例如，EADS軍用飛機公司為B787後機身段製造的後壓力隔框，它是一個半球形的整體隔框，插在增壓的機身47段及非增壓的48段及尾段之間，它是用VARTM製造的，尺寸大約為4.3m×4.6m，波音787是首架具有復合材料後壓力隔框的飛機。該隔框的製造得益於Cytec公司的樹脂熔滲膜系統。韌化的復合材料有頂級阻燃/煙/毒性能，可以取消防火層，從而比傳統的樹脂熔滲法製得的結構輕。而波音787機身的大部分隔框則採用了碳纖維樹脂膜熔滲RFI技術製造，復合材料隔框用碳纖維復合材料抗剪箍連接在機身蒙皮上，由於設計及成本上的原因，少數部位仍採用鈦合金及鋁合金隔框。
（6）隔膜成型。
隔膜成型原是一種為熱塑性復合材料開發的成型工藝，後發現用於熱固性復合材料具有很廣泛的用途。它具有成型過程中纖維不易滑動、不易產生皺褶的特殊功效，非常適用於加工大型飛機機翼前梁的C形截面。在近年推出的A400M等大型飛機前梁C形截面中，已廣泛採用了這種工藝方法。
為成型出C形截面，預形件從鋪帶機上卸下送到由英國Aeroform公司提供的熱包膜成型機設備上成型。為便於抽真空，預形件應夾在兩個由俄亥俄州的杜邦電子技術公司提供的Kapton聚醯亞胺薄膜之間。薄膜之間抽真空，然後從零件上面進行紅外加熱，直到1h內將溫度升到60℃。這樣可以保證即使在梁根部的最厚截面中心，也可均勻加熱到同一溫度。然後緩緩對兩薄膜間層合板加壓，而在輕質模具上形成梁的內表面。這個C形截面可在30min內緩慢成型之後，去掉Kapton薄膜。
在歐洲推出的ALCAS計劃中，這種成型方法已成為加工飛機前梁的一種典型工藝方法。
（7）復合材料製件加工、裝配及無損檢測。
復合材料製件成型後，需要進行機械加工，包括外形尺寸加工、鑽孔等，要求具有很高的加工質量。復合材料製件屬於脆性各向異性材料，常規的加工方法不能滿足復合材料加工質量要求。傳統切割方式在加工纖維材料時具有以下缺點：切割速度慢、效率低；復合材料製件屬於易變形材料，切割精度難以保證；在切割高韌性材料時，刀具和鑽頭等磨損快、損耗大；加工復合材料層合板時易發生分層破壞等。因此要求復合材料生產需配備大型自動化高壓水切割機、超聲切割設備和數控自動化鑽孔系統等專用設備，以滿足復合材料製件經加工後無分層磨損且符合裝配尺寸精度的要求。
大型機翼蒙皮層合板一般採用大型高壓水切割機進行凈形切割，世界上最大切割機的床身為36m×6.5m，由Flow International公司製造。這種磨粒噴水切割機可以快速切割厚的層合板而不致產生層合板過熱，25mm厚的層合板可以0.67m/min速度切割，對6mm薄的層合板，切割速度可以高達3m/min，厚的蒙皮可以0.39m/min速度切割。
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超聲切割設備將超聲振動能量載入在切割刀具上，可有效地分離纖維材料的邊界，從而有效解決上述傳統切割方法帶來的問題。超聲切割技術的切割質量優良，具有無毛刺、無刀具磨損、無碳化材料、切割力小、不易造成分層，切割速度快、精度高等特點。已經在國外航空企業內得到廣泛的應用。
隨著飛機的金屬結構逐漸向復合材料結構轉移，復合材料製造的自動化顯得日益重要。而自動化程度較高的裝配技術尤其顯得重要。復合材料的使用使飛機機體有可能採用大型整體結構件製造，如787最後總裝只進行六大部件的對接，即前機身、中機身、後機身、機翼、水平安定面和垂直尾翼。這些整體大部件使裝配過程中避免使用傳統巨型工裝，而更多地採用攜帶型工具。飛機結構件的移動不採用龍門吊車。
柔性裝配、自動鑽鉚等先進技術集成應用於復合材料大型部件的自動裝配中。飛機柔性裝配技術考慮作為裝配對象的航空產品本身特徵，基於飛機產品數字化定義，通過飛機柔性裝配流程、數字化裝配技術、裝配工裝設計、裝配工藝優化、自動定位與控制技術、測量、精密鑽孔、伺服控制、夾持等實現飛機零部件快速精確的定位和裝配，可減少裝配工裝的種類和數量，提高裝配效率和裝配准確度，提高快速響應能力，縮短飛機裝配周期，增強飛機快速研製能力。它是一種能適應快速研製、生產及低成本製造要求、滿足設備和工裝模塊化可重組的先進裝配技術。如B787的復合材料機翼結構件的移動採用了自動化導引車等柔性裝配技術。
自動鑽鉚機廣泛應用於復合材料大型部件的自動裝配，如A380機翼裝配採用了自動化可移動鑽孔設備。這些鑽削設備與傳統金屬材料鑽削設備的本質區別在於，為保持鉚釘孔周圍的結構完整性，要求鑽孔時無分層，因此制孔一般要用硬質切削刀具，採用多步鑽孔法。鑒於復合材料的製造方法不同，其可切削加工性也各異。例如，編織結構為「十」字形花樣的織物，比單向排列的織物帶易切削，後者的磨損力更大且易產生分層、鑽孔時有纖維未切到的問題。因此，根據復合材料構件不同的成型方式，應選擇不同的鑽削參數、材料及形狀的鑽頭。
義大利自動鑽鉚機
復合材料製件無損檢測設備主要需要配置大型超聲C掃描設備和X光無損檢測設備。此外，激光剪切攝影及激光超聲檢測也是主要發展方向。
在超聲檢驗技術方面最重要的進展之一是相控陣檢驗的開發。相控陣超聲檢驗與傳統超聲檢驗相比，改進了探測的概率，並明顯加快了檢驗速度。
傳統的超聲檢驗要用許多個不同的探頭來作綜合性的體積分析，而相控陣檢驗用一個多元探頭即可完成同樣的結果。這是由於每一個元素探頭可以進行電子掃描和電子聚焦，每一元素探頭的啟動有一個時間上的延遲。其結果是合成的超聲束的入射角可加以變化，焦點深度也可以變化，這就是說體積檢驗的速度可以比傳統法快得多。因為用傳統法時，探頭必須適時更換，而且必需多路傳輸才能得出不同的入射角和焦點深度。此外，相控陣探頭可提供更寬的覆蓋范圍，從而比傳統探頭有更高的生產效率。
（8）復合材料數字化設計製造一體化。
復合材料零件成型獨特的工藝特點決定了它在設計製造方面與金屬零件有很大差異，而且更加復雜。
復合材料構件數字化設計製造以復合材料設計/製造平台和附和材料數字化製造設備為軟硬體基礎。改變了傳統復合材料的設計/製造方式，採用數字量形式對產品進行全面描述和數據傳遞，實現了設計與製造之間的無縫集成。
復合材料設計軟體與現有CAD系統的集成為設計/製造復合材料構件提供了有力平台。包括初步設計、工程詳細設計、製造詳細設計和製造輸出4個階段。
復合材料構件數字化製造過程包括預浸料下料、鋪層鋪放、固化等工序，目前復合材料構件數字化製造主要體現在預浸料自動下料、激光鋪層定位和纖維自動鋪放等方面。
例如，在B787項目中復合材料構件均採用了FiberSIM軟體進行數字化設計，將設計數據向全球夥伴發放，從而保證了復合材料構件數據的唯一性和准確性。由於B787大量採用數字化設計，因此其研發周期比B777縮短了3年。
復合材料構件數字化設計製造使實施並行工程成為可能，在設計早期階段解決製造問題，大大減少了車間修改和重復工作。設 計和製造數據的無縫集成縮短了製造時間，減少了人工編程帶來的誤差，提高了構件質量。
結束語
綜上所述，隨著復合材料在飛機上用量的遞增，使復合材料製造業迅速成為飛機製造業的主要組成部分。今後飛機50%以上的結構件將由金屬轉為復合材料，復合材料製造將成為飛機製造的基本手段。復合材料製造工藝和專用設備是先進復合材料關鍵技術之一，值得我們投入大量的人力物力加以研發和應用。掌握了先進復合材料製造技術，就掌握了未來飛機的先進製造技術。
⑹ 有哪位老兄知道玻璃鋼的製作工藝和製作流程，請指點一二，謝謝！
纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料，復合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以來發展很快。盡管產量小（據法國Vetrotex公司統計，2003年全球復合材料達700萬噸），但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%，以中國（含台灣省）、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料（玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」）逾90萬噸，已居世界第二位（美國2003年為169萬噸，日本不足70萬噸）。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成：
增強材料：在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料。
基體：構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼（GRP）中的樹脂（本文談到的環氧樹脂）就是基體。 y
按基體材料不同，復合材料可分為三大類：
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料，如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體？
固化收縮率代低，僅1%-3%，而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%；
粘結力強；
有B階段，有利於生產工藝；
可低壓固化，揮發份甚低；
固化後力學性能、耐化學性佳，電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳，然耐酸性差；固化後一般較脆，韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能（按ASTM）
以FW（纖維纏繞）法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例，將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較
玻璃含量 GF/EPR（玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性（UL-94） V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量
材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 （hand lay up)
（1）概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂（須待膠衣凝結後）
一層纖維增強材料（玻纖、芳綸、碳纖維......），纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布（方格布）等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料，並驅除氣泡，壓實基層。鋪層操作反復多次，直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應，常溫固化。可加熱加速固化。
（2）原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透，亦可用。
芯材 任意。
（3）優點
1）適合少量生產；
2）可室溫成型，設備投資少，模具折舊費低；
3）可製造大型製品和型狀復雜產品；
4）樹脂和增強材料可自由組合，易進行材料設計；
5）可採用加強筋局部增強，可嵌入金屬件；
6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面（如開模成型則一面不平滑）；
7）玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
（4）缺點
1）屬於勞動密集型生產，產品質量由工人訓練程度決定； ;
2）玻纖含量不可能太高；樹脂需要粘度較低才易手工操作，溶劑/苯乙烯量高，力學與熱性能受限制；
3）手糊用樹脂分子量低；通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
（5）典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型（RTM）
（1）概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間；合模並將模具夾緊；在壓力下注射樹脂；樹脂固化後打開模具，取下產品。
樹脂膠凝過程開始前，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個內，浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量（體積比超過50%）的製品，如航空航天用零部件時，壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀（帶粘結劑），再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射（VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
（2）原材料
樹脂：一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛；當加溫時，高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維：任意。常用玻纖連續氈、縫編材料（其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞）、無捻粗紗布；玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材（法國Vetrotex商品名TWINTEX）。
芯材：不用蜂窩，因蜂窩空格全被樹脂填滿，壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
（3）優點
1）製品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少；
2）閉模成型，生產環境好；
3）勞動強度低，對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低；
4）製品兩面光，可作有表面膠衣的製品，精度也比較高；
5）成型周期較短；
6）產品可大型化；
7）強度可按設計要求具有方向性；
8）可與芯村、嵌件一體成型；
9）相對注射設備與模具成本較低。
（4）缺點
1）不易製作較小產品；
2）因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜，價位也高一些；
3）能有未被浸漬的材料，導致邊角料浪費。
（5）典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞（FW）
（1）概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞，通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴，由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸（模）上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計，並由芯軸（模）轉速與小車往復速度之比，精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模，芯模即包在復合材料產品內，作為內襯。
（2）原材料
樹脂：任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維：任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時，常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材：可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體，一般不用。
（3）優點
1）因為纖維逕直以合理的線形鋪設，承擔負荷，故復合材料製品的結構特性可非常高；
2）由於同內襯層組合，可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品；
3）可製造兩端封閉的製品；
4）鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗，材料費用低；
5）可採用樹脂計量，然浸膠後的纖維通過擠膠或口模，控制樹脂含量；
6）可大理生產和自動化；
7）機械成型，復合材料材質及方向性均勻，質量穩定。
（4）缺點
1）製品形狀限於圓柱形或其它回轉體；
2）纖維不易沿製品長度方向精確排列；
3）對於大型製品，芯模成本高；
4）成品外表不是「模製」的，不盡人意；
5）對於承受壓力的製品，如選擇樹脂不合適或無內襯，就易發生滲漏。
（5）典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶（消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等）、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型）
（1）概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓（0.5MPa）混合後，即在低壓（0.5-1.5MPa）下注射到閉模中反應成型，此即為工藝過程。若組分一為多元醇，一為異氰酸酯，則反應生成聚氨酯 。為增加強度，可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和（或）填料。弈可採用長纖維（如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等）增強，在注射前，將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM（Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型）。
(2)原材料
樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系；亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本；
纖維：常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維；
芯材：不用。
（3）優點
1）製造成本比熱塑性塑料注射工藝低；
2）可製造大尺寸、開頭復雜的產品；
3）固化快，適於快速生產。
（4）缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高，薦用礦物復合材料取代之。
（5）主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 （Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗（使用前預先放置在紗架上），它提供縱向（沿生產線方向）增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等，它們補充橫向增強，表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料，改進型材料性能（如阻燃），並降低成本。
拉擠成型的程序是
1）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂；
2）玻璃纖維預成型後進入加熱模具內，進一步浸漬（擠膠）、基本樹脂固化、復合材料定型；
3）將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式：
膠槽浸漬法：通常採用此法，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然後進入模具。此法設備便宜作業性好，適於不飽和聚酯樹脂，乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法（圖6）：玻纖增強材料進入模具後，被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體，如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
（2）原材料
樹脂：常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂；
纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等；
芯材：一般不用，現有以PU發泡材料為芯材，外為連續拉擠框型型材，作為保溫牆板的。
（3）優點
1）典型拉擠速度0.5-2m/min，效率較高，適於大批量生產，製造長尺寸製品；
2）樹脂含量可精確控制；
3）由於纖維呈縱向，且體種比可較高（40%-80%），因而型材軸向結構特性可非常好；
4）主要用無捻粗紗增強，原材料成本低，多種增強材料組合使用，可調節製品力學性能；
5）製品質量穩定，外觀平滑。
（4）缺點
1）模具費用較高；
2）一般限於生產恆定橫截面的製品。
（5）典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型（Vacuum bag process)
（1）概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起，在積層上覆以橡膠袋，周邊密封，在後用真空泵抽真空，積層從而受到不大於1個氣壓的壓力，而被壓實、成型。
（2）原材料
樹脂：主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯（交聯劑）過度抽出，可能會造成問題，故一般不用；
纖維：同手糊法；
芯材：任意。
（3）優點
1）採用普通的濕法鋪層技術，通常可獲得高纖維含量的製品；
2）可製造大尺寸產品；
3）產品兩面光；
4）較濕法鋪層浸膠孔隙率低；
5）由於壓力，樹脂流經結構纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂；
6）有利於操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
（4）缺點
1）額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本；
2）要求操作人員有較高的技術熟練水平；
3）樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術；
4）生產效率不高。
（5）典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型（RFI-Resin Film Infusion)
（1）概 要
將干強物與樹脂片（樹脂片系放在一層脫模紙上提供）交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆，藉真空泵抽真空，將干織物內空氣抽出。然後加熱，令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物，然後經過一事實上時間即固化。
（2）原材料
樹脂：一般僅用環氧樹脂； ¬
纖維：任意；
芯材：許多種芯材都可以使用，由於工藝過程中溫度高，對PVC泡沫需要專門處理，以免泡沫損壞。
（3）優點
1）空隙率低，可精確獲得高的纖維含量；
2）鋪層清潔，有利於健康和安全（似預浸）；
3）可較預浸法成本低，此為主要的優點；
4）由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞，故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP（西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process）少。
（4）缺點
1）目前僅用於宇航工業，還未推廣；
2）雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要，但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化，總是不可少的；
3）模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100ºC）；
4）要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力；
（5）典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料（高壓釜）成型
（1）概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下，將織物和（或）纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下，讓預浸材料貯存幾周或幾個月，仍能保質使用。當要延長保持期，材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感，象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來，與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面，通過真空袋抽真空，並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動，並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜（實際上是一座壓力加熱罐）提供，它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
（2）原材料
樹脂：通常用環氧樹脂，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂，如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等；
纖維：任意。雖然由於在工藝過程中，高溫分對芯材有些影響，需要採用某些專門的泡沫芯材。
（3）優點
1）預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖維含量。
2）材料於操作人員十分安全，無礙健康，操作清潔；
3）單向帶纖維成本最低，因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程；
4）由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂，樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的；
5）材料有效時間長（室溫下可保質數月），這意味著可優化結構、復合材料易鋪層；
6）可能實現自動化和節省勞動力。
（4）缺點
1）對於預浸織物，材料成本高；
2）通常要對高壓釜固化復合材料製品，耗費大、作業慢、製品尺寸受限制；
3）模具需能承受作業溫度；
4）芯材需要承受作業溫度和壓力。
（5）典型產品
飛機結構復合材料（如機翼和尾翼）、衛星與運載火箭結構件（太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等）、賽車、運動器材（如網球拍、滑雪板等）。
9、低溫 固化預浸料成型
（1）概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備，但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時，材料可操作保持期可小到限於1個星期，但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力，避免採用高壓釜。
（2）材料 |
樹脂：一般僅採用環氧樹脂；
纖維：任意，同通常的預浸料；
芯材：任意，雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
（3）優點
1）具有傳統預浸料法所具備的（1）-（6）條優點；
2）模具材料較便宜，如木材亦可用，因其固化溫度較低故；
3）可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力；固化溫度低，可採用簡單的熱空氣循環加熱室（經常就地建造大於製品的加熱室 ）
4）可採用普通的PVC泡沫芯材，略作處理即可；
5）能耗低。
（4）缺點
1）材料成本仍高於預浸織物；
2）需加熱室和真空袋系統，以固化製品；
3）模具需能經受高於環境溫度的溫度（常用60-100ºC）；
4）仍有能耗，因需高於環境溫度固化。
（5）典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
（1）概要
SCRIMP（Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法）,RIFT（Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法） ,VARTM（Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型）這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內，如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊，利於提高製作表觀與結構密實度。
（2）材料
樹脂：常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂；
纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用，因其間隙使得樹脂快速流動；
芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用。
（3）優點
1）同RTM，但製品僅一面光，不似RTM兩面光；
2）由於模具一半是真空袋，主模具僅需較低強度，故模具成本甚低；
3）可製造大尺寸產品；
4）通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法；
5）一次作業即可生產芯材結構。
（4）缺點
1）要完成好相對復雜的操作過程；
2）樹脂粘度必須非常低，限制了製品的力學性能；
3）鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大；
4） SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
（5）典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。
⑺ 李煒的論著專利
近幾年論著、專利情況：
1、高金花，李煒 多軸向經編針織增強材料的集合模型，東華大學學報（自然科學版），34(2), 2008: 149-154
2、Wei Li, Yongkang Luo et al. Manufacturing of the Nacelle Cover for Wind Energy via VARTM Process, Proceedings of 2007 International Conference on Advanced Fibers and Polymer Materials (ICAFPM) Oct 15-17, 2007，470-472（ISTP收錄）
3、馬悅，李煒，梁子青 真空吸注工藝中多軸向織物的壓縮性能研究，材料工程，11,2007 (EI收錄)
4、Dongping XU, Wei Li, Xunwei Feng. Development of Warp Knitted Procts on RSJ Machine. Journal of DonghuaUniversity, 24(6), 2007: 807-810
5、羅永康，李煒，樊中力真空樹脂導入工藝在風電機罩製造中的應用，第四屆亞洲風能大會論文集，2007，6: 28-30
6、徐東平，李煒 用RSJ5/1型經編機開發超薄型織物，針織工業，2007（1）:26-28
7、李煒，羅永康 真空輔助樹脂傳遞注塑紡織復合材料成型工藝，第十四屆全國復合材料學術會議論文集（NCCM-14），宜昌，2006.9: 1314-1319
8、高金花，李煒 三維紡織結構增強復合材料的幾何模型，纖維復合材料， 2006，23（4）31-35
9、Wei Li, Yongkang Luo et al. Influences on the mechanical properties of multi-axial warp knitted fabrics, JEC Composites Magzine, Decemeber No. 29, 2006 33-36
10、董韻，李煒 經編多軸向織物（MWK）技術及應用初探，玻璃鋼/復合材料，2006（1）56-57
11、陳紅娟，李煒 服裝壓力測試研究，針織工業，2006（2）53-55
12、Wei Li, Dirk Heider et al., Evaluation of vacuum assisted process and its performance, Proceedings of 2005 International Conference on Avanced Fibers and Polymer Materials (ICAFPM) Oct 19-21, 2005，548-552(ISTP收錄)
13、徐東平，李煒 多梳櫛拉舍爾花邊織物的分析，針織工業，2005（6）4-7
14、郭正，李煒，張佩華 蛹蛋白粘膠長絲/氨綸針織物的練漂，國際紡織導報，2005（7），50-52
15、徐東平，馮勛偉, 李煒 拉舍爾花邊計算機輔助設計, 05年全國經編技術交流會論文集，2005，5常德97-99
16、Wei Li, Dirk Heider et al., Process and performance evaluation of the vacuum-assisted process, JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS 38 (20): 1803-1814 2004(SCI收錄)
17、Dirk Heider, Wei Li et al., Improvement of surface quality ring VARTM processing，International SAMPE Symposium and Exhibition (Proceedings), v 48 I, 2003, p 282-289 (EI收錄)
⑻ 玻璃纖維增強聚氨酯是由什麼組成的
這些產來品的製造方法是利用其自專利設備把玻璃纖維植入聚氨酯泡沫板中。玻璃纖維(一般為E玻璃纖維)無捻粗紗從紗筒退出後連續植入板中而不切短。在STO產品中，玻璃纖維沿板的長度平行排列，從而提高縱向性能。在SXO產品中，玻璃纖維沿三個不同的軸向植入，在板中形成三維「金字塔」形或三角形。這就產生了准各向同性效應，使得縱向和橫向的材料和力學性能相對均等。
STO和SXO芯材的目標用途是真空輔助樹脂傳遞成型工藝。據了解，能夠在成型過程中承受一個大氣壓壓力的最廉價泡沫材料就是硬質聚氨酯泡沫。