复合材料是如何制造的？

使用以下技术之一制造复合材料：

• 湿铺
• 喷涂
• 压缩成型
• 注塑成型
• 树脂传递模塑
• 真空灌注
• 纤维缠绕
• 拉挤成型
• 预浸料

湿铺

通过施加多层增强材料和湿树脂在模具中构建组件，树脂由辊分布，直到达到所需的厚度。然后树脂固化，必要时使用加热，以生产成品部件。

该工艺在海洋工业中广泛用于制备玻璃纤维增​​强聚酯树脂。材料成本相对较低，工艺非常灵活。然而，它是劳动密集型的，并且存在苯乙烯排放量高的缺点。

喷涂

使用喷枪将短切纤维增强材料和湿树脂施加到模具上，直到形成所需厚度的材料。然后固化树脂。该工艺比湿法叠层更快、更便宜，但机械性能较低。

该工艺通常用于大型、相对简单的结构，例如浴缸、船体和储罐。

压缩成型

将纤维和树脂（片状模塑料或块状模塑料）装入预热的模具中，然后关闭模具，并在压力下保持，直到树脂固化。该工艺可以产生 A 级表面光洁度，并且与用于钣金的冲压工艺的相似性导致了在汽车行业的应用。

加热工具的高投资意味着该工艺仅适用于中到大批量生产。

注塑成型

块状模塑料被加热并注入加热的模具中，在模具中保持压力直到树脂固化。该过程用于相对较小的组件，可以实现较短的循环时间。工具的高成本意味着该过程仅适用于中到大批量生产。

树脂传递模塑 (RTM)

将纤维预制件或织物放置在加热的模具中。将反应性树脂混合并在压力下注入模具。压力会一直保持到树脂固化并取下零件为止。该工艺适用于复杂、高负荷的零件，被广泛应用于各行各业。真空辅助树脂传递模塑 (VARTM) 是工艺的一种变体，在该工艺中，将真空应用于闭合模具，从而允许在低压下注入树脂。因此，工具上的负载较低，从而允许使用更便宜、更大的工具来制造大型结构，例如船体或风力涡轮机叶片。另一种变体是结构反应注射成型 (SRIM)。这使用高反应性树脂，因此不需要加热模具来固化树脂，尽管它经常被加热以减少循环时间。

真空灌注

真空用于使低粘度树脂浸渍纤维预成型件。最常见的是，使树脂流过预制件的表面，然后浸透整个厚度，从而最大限度地减少树脂必须穿过预制件的距离。该工艺非常适合大型部件，例如船体或风力涡轮机叶片。工具在此过程中不必承载大量负载。

纤维缠绕

纤维束通过树脂浴并在张力下施加到凸心轴上。旋转心轴并移动纤维释放器以将纤维铺设成所需的几何形状，直到达到所需的厚度。然后让复合材料固化，必要时使用升高的温度。该工艺可以自动化进行大批量生产，用于管道和传动轴等管状结构，以及压力容器或单壳自行车车架等更专业的结构。在最后两个应用中，心轴将保留在组件内部。在该工艺的一个变体中，可以使用预浸渍纤维束或切缝预浸料，无需树脂浴，但需要高温固化阶段。

拉挤成型

纤维束从纱架上取下并通过树脂浴，然后通过加热的挤压模具拉出，该模具将树脂固化以生产具有轴向增强和恒定横截面的挤压部件。应用包括格栅、梯子部分、桥梁部件和扶手。该过程可以自动化并使用低成本原材料，使其适合大批量应用。

预浸料

预浸料（预浸渍纤维）由浸渍有树脂的纤维、织物或垫子组成。热固性预浸料在树脂中含有硬化剂，因此保质期有限，通常冷藏保存。使用前，将预浸料置于室温以避免冷凝，并将层片切割成所需的形状和方向。这些被堆叠在模具中达到所需的厚度，使用辊子以避免截留空气。将层压板密封在抽真空的真空袋中，然后在常规烘箱或高压釜中在额外压力下固化部件。高压釜加工可提供较少的孔隙率和出色的机械性能，但需要较慢的循环时间和昂贵的设备，特别是对于大型部件。预浸料用于需要高机械性能且加工成本高的地方。示例包括航空航天结构、体育用品和风力涡轮机叶片。