复合材料制造工艺根据材料和最终复合材料的预期产量而有所不同。三种主要的复合材料制造工艺是开模成型、闭模成型和灌注成型。然后，每个方法中都有多种加工方法。使用哪种复合材料制造方法是根据最终复合材料的材料、设计和应用做出的决定。

随着对这种s耐用、坚固和轻便产品的需求不断增长，许多行业都转向使用复合材料。但经常被问到的一个问题是“复合材料是如何制造的？下面，我们将更详细地解释各种方法，这些方法应该使您能够在选择首选复合材料时做出更明智的决定。

简而言之，复合材料制造是生产最终复合材料所需的过程。有许多可用的技术，所选的复合材料制造方法将始终由最终所需的输出驱动，同时考虑所需的材料和设计。

由于复合材料制造和工艺设计的进步，制造复合材料的方法有很多种。从手工叠层到细丝缠绕、拉挤和编织再到 3D 打印，获得适合用途的最终复合材料的路线通常是定制的。这可确保成品与特定项目的规格相匹配。

然而，两种截然不同的技术可以产生看似相同的结果，这只会增加这个已经复杂的过程。下面我们挑选一些最常用的复合材料制造工艺，每一种工艺都非常不同，适用于一系列尺寸和类型的成品零件。

闭式成型复合材料制造工艺涉及在封闭或密封模具中制造零件或产品，为复合材料的固化或凝固提供受控环境。该工艺具有精确材料控制、更高的纤维体积分数、改进的机械性能、减少排放以及适合生产复杂零件等优点。

这种工艺被广泛使用，并逐渐取代传统的金属材料，特别是用于航空航天工业。预浸料是一种复合材料制造工艺，需要浸渍碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维等增强纤维。在复合材料制造过程中，将预浸料小心地放置在模具或工具中，然后精确施加热量和压力以固化树脂，从而形成所需的复合结构并产生具有卓越强度和性能的复合材料。

纤维的树脂预浸渍过程在受控环境中精心进行，确保以指定的树脂比例和分布进行全面浸渍。这种细致的方法确保了最佳质量和可靠性。

这种特殊的复合材料制造方法是将反应性树脂混合，然后在压力下注入模具中。类似于灌注成型，但使用泵或压力罐以相当高的压力迫使树脂进入。这样的注射压力通常在 10-20 bar （150-300psi） 左右，但在某些高生产方法中，它们可能高达 100bar （1500psi），这是一个相当大的压力！

然后保持这种高压，直到树脂在模具中固化，模具通常在带有平板的大型液压机中用螺栓固定或夹紧在一起。这些确保模具在固化过程中保持对齐。RTM 非常适合复杂零件，是一种复合制造工艺，广泛用于汽车行业等广泛行业。

真空灌注非常适合船体或风力涡轮机叶片，用于制造低粘度树脂，然后浸渍纤维预制件。将一堆干纤维增强材料放入模具中，然后是一个顶部带有管道系统的真空袋。然后抽出真空，使袋子内外之间的压差能够将树脂推入干燥的层压板中。

这种真空过程迫使树脂流过瓶坯表面，渗透到厚度中，从而最大限度地减少树脂必须穿过瓶坯的距离。

压缩成型非常适合需要完全成型几何形状的相当小的产品，可以使用热固性或热塑性树脂以及各种不同的纤维类型和长度来完成。该过程本身是将纤维和树脂的电荷放入预热的模具中，该模具是封闭的并保持在压力下，直到树脂固化。可以实现 A 级表面光洁度，这种复合材料制造方法尤其适用于汽车行业。

注塑成型可以说是复合材料中使用最广泛的净成型制造工艺。散装模塑料在注入加热的模具之前进行加热，在加压下保持，直到树脂固化。

注塑成型主要用于相当小的部件，可以以低成本批量生产需要特定几何形状的高精度部件。此类产品已广泛用于婴儿护理产品、医疗设备、电子设备和航空。随着复合材料制造和设计过程的进步，越来越多的材料被用于注塑成型，以满足对各种塑料产品日益增长的需求。

这是一种闭式成型复合材料制造工具，使用加压蒸汽执行一系列工艺。通过在高压釜内创造一个高压环境，可以产生具有所需纤维含量的准确结果。该过程本身涉及在双面模具内固化原材料，或者在某些情况下，在脱氧真空袋中固化。这两种工艺都能够生产大量材料，这使得这使其成为非常适合大型设施的工艺。

热压罐成型保证了聚合物的一致硬化，这使其非常适合制造复合材料。在模具表面涂上脱模凝胶后，将纤维纺织品放入模具中，这些是预浸料，因此已经被树脂浸透。

一旦模具装满，空气就会从型腔中抽出，并将整个组件放入真空袋中。从袋子中去除所有空气后，将容器放入高压釜中，开始固化过程。固化时温度和压力缓慢增加，使材料变硬，同时去除毛孔。从这里，产品被转移到烘箱中，在那里其耐用性将得到进一步增强。

由于具有良好的均匀性，热压罐复合材料制造工艺通常用于生产高强度比部件。例如，将用于飞机部件以及军事、海洋工业、航天器和导弹。

编织是窄幅纺织复合材料的制造方法。编织物用于许多最终产品，包括服装、鞋子、绳索和电缆。这是一种非常适合开发无缝圆柱形织物增强材料以开发复合结构的方法，并且作为一种减少浪费的快速制造工艺，它是许多项目的完美复合制造工艺。

极其坚固的编织复合材料以其卓越的韧性和耐用性而闻名，尤其是与纤维缠绕复合材料相比。它们用于从航空航天到假肢的各种应用，并且可以使用碳纤维、玻璃、芳纶和混合纤维系统制造出一系列具有多种配置的编织织物。

开模复合制造工艺涉及在开模中制造复合材料部件，以便于进入模具并直接应用复合材料。与模具密封的封闭成型工艺不同，开放式成型工艺更直接，通常会导致零件对材料分布的控制不太精确。这种制造工艺通常用于模具成本较低、生产时间较快且设计简单的生产零件。

这种复合制造方法将纤维精心定位在模具上或模具中，然后用液态树脂润湿。这是由我们经验丰富的层压机手动应用的，然后被卷出并放置固化或真空袋装。在此过程中使用的纤维可以是任何材料，只要是短切的股毡、机织、针织、缝合或粘合织物。

可以想象，手糊需要非常注重细节，需要在树脂开始固化之前实现层压功能。这是一个自然而然的时间限制和高压的角色，可能会限制可能的细节和剪裁数量。

总而言之，对于需要切碎枪和滚筒的复合材料，手糊（或湿法糊）可能是一种经济高效的制造工艺。或者，使用真空袋和环氧树脂，它可以是高度专业且更昂贵的。如果您想更详细地了解这些内容，只需给我们知识渊博的团队打电话，讨论您的选择。

不出所料，这种复合材料制造工艺使用喷枪将树脂和短玻璃纤维的混合物涂在模具上，直到达到所需的材料深度。在我们熟练的操作员手中，这些喷枪能够快速、整齐地层压，前提是操作员在喷涂和滚动过程中注意细节。喷涂后，树脂固化后即可使用。

虽然这是一种快速且具有成本效益的复合材料制造工艺，但机械性能通常较低，不建议实现高性能。成品复合材料通常富含树脂，厚度可变，可能难以控制。对于大型、相当简单的结构，如船体、浴缸和储水箱，这是一个可取的工艺。

这种成熟且著名的工业工艺被推荐用于精选的复合产品。纤维缠绕需要使用心轴，通常是一个细长的外模。该部件是通过将纤维丝束穿过树脂槽制成的，在那里，它在张力下施加到心轴上。

为了控制这种缠绕的方向和角度，我们使用了一个带有缠绕导轨的托架，当心轴本身旋转时，该导轨在心轴的长度上下移动。使用这种同步运动可以将纤维以特定角度铺设，以实现所需的几何形状。然后根据需要在高温下固化。

对于大批量生产需求，这种复合材料制造工艺可以很容易地实现自动化，通常用于管材或具有简单旋转形状的产品。这可能包括管道、压力罐、锥形杆和传动轴，以及包括自行车车架等高性能产品在内的专业物品。这些通常使用碳纤维和环氧树脂与心轴包裹的预浸料的组合，以产生更轻、更坚固的管状结构。

虽然这可能是一种更昂贵的碳纤维复合材料制造工艺，但对于更厚、更工程化的管状形状，我们是推荐的选择。

在复合材料的制造过程中，湿纤维丝束通过加热的成型挤出模具进料。纤维和树脂合二为一，然后作为完全固化的部件拉出。正如您可能可以想象的那样，这样的过程会产生具有一致截面形状、轴向钢筋和一致横截面的长项目。拉挤成型生产精度高，是一种出色的复合材料制造工艺，适用于梯子部分、桥梁部件和扶手等。该工艺可以很容易地实现自动化，同时使用低成本的原材料，这使其非常适合大批量输出。

3D 打印或增材制造被广泛认为是一项改变复合材料制造工艺的创新，它正在以一种好的方式颠覆该行业！

这种复合制造方法使用 3D 打印来生产功能组件，例如工具和最终用途生产部件。增材制造通过编织细丝、金属丝或粉末等原料来构建几何形状。然后，根据 3D 打印工艺和应用，增材制造可以利用不断增长的材料目录，可以说是最通用的制造类别。

增材制造最初在航空航天和医疗行业流行，具有完全的灵活性，可轻松应用于许多终端市场，包括牙科、汽车、石油、天然气、重型设备和消费品。与铣削等减材工艺相比，增材制造可实现更大的几何自由度，同时使用更少的材料。此外，3D 打印不需要任何模具或工具来制造零件，因此对于交付周期长或相关成本较长的应用来说，它是一个很好的选择。

文章来源：复材前沿

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