維復合材料的制造工藝多樣，手糊成型工藝簡便、投資低、適用廣，但制品質地疏松、強度不高，依賴人工且效率低；噴射成型屬于手糊低壓成型一類，用短切纖維與樹脂混合后噴到模具上，再按壓固化，拉擠成型是連續成型方法，將浸漬樹脂的碳纖維引入模具熱固化，適用于桿狀、管狀產品，長絲纏繞成型分兩種，一是邊浸漬樹脂邊纏繞，二是用預浸漬的絲束纏繞，適合加工管狀和罐形成品。

碳纖維復合材料制造工藝

• 手糊成型工藝
  • 在模具表面涂抹脫模劑、膠衣，將事先裁好的碳纖維預浸布鋪設在模具工作面上，在工作面上刷涂或噴射樹脂膠液，達到所需要的厚度之后，成型固化、脫模、后處理。具有工藝簡便、投資低廉、適用面廣的特點，在石油化工、儲存容器、貯槽、汽車殼體等諸多領域有廣泛應用。其噴射成型工藝屬于手糊成型工藝中低壓成型工藝的一類，一般利用短切纖維和樹脂混合，在噴槍中利用壓縮空氣均勻噴灑在模具表面上，達到所需厚度后，再利用手工橡膠來回刷平，最后固化成型，是一種半機械化成型工藝，在生產效率方面有一定的提高，多用來制造汽車車身、船身、浴缸、儲罐的過渡層。
• 真空熱壓罐工藝
  • 工藝過程是將單層預浸料按預設方向鋪疊成的復合材料坯料放置在熱壓罐內，在一定預設溫度和壓力下完成固化。坯料鋪設在涂抹脫模劑的模具表面，然后依次用脫模布、吸膠氈、透氣氈完全覆蓋，并密封在真空袋內，再放入熱壓罐內。在放入熱壓罐加溫固化之前需要抽真空，然后在放入熱壓罐高溫、加壓、固化成型。固化規則的制定與執行是保證復合材料產品質量的關鍵。多用于制造整流罩、飛機艙門、機載雷達罩，支架、機翼、尾翼等產品。
• 層壓成型工藝
  • 把一層層鋪設的預浸料放置在上下平板模之間通過加壓高溫固化成型，這種工藝可以直接利用木膠合板的生產方法和設備，并根據樹脂的流動性能，進而進行改進與完善。主要用來生產不同規格、不同用途的復合材料板材。具有機械化和自動化程度高、產品質量穩定、利用批量化等特點，但是設備投資較大，成本較高。
• 纏繞成型工藝
  • 通過將浸水的金屬鋁復合材料按照一定的規律，纏繞在芯模中，然后通過固化脫模，最終獲得制品。優點有：能夠根據產品的受力情況，進行纏繞規律的設計，保障纖維強度得到充分發揮；比強度較高，纖維纏繞制品的壓力與等體積的鋼制容器來比，重量能夠減輕近50%左右；生產效率較高，通過采用機械化生產和自動化生產的方式，能夠減少人工的參與；成本較低，在生產中可以選擇多種材料復合，能夠降低材料成本；可靠性較高，由于實現了機械化生產的方式，能夠在一定程度上保障產品質量的精準性。缺點是適應性較小，只能針對外形結構能夠纏繞的產品，一般外觀較為復雜的產品都不能采用這樣的方式進行生產；投資較高，該工藝需要有纏繞機、芯模、加熱爐、技術嫻熟的工人等，因此，在施工方面投資較大，只有進行大規模生產的時候，才能保障經濟效益。一般用于生產筒形部件，生產效率高，成本低，可應用在運載火箭筒體、雷達罩、機匣等。
• 拉擠成型工藝
  • 主要是利用已經浸潤的纖維，在牽引力的作用下，在模具中成型，并且在爐中固化，生長出長度不受限制的符合材料?？蓱迷诘匕辶?、座椅、內飾板等。
• 真空導入工藝（VIP）
  • 在模具表面上鋪設碳纖維復合材料布，然后周圍包裹真空袋，并抽出真空袋中的空氣，在真空袋和模具內部形成一個負壓，利用抽真空過程中產生的壓力把不飽和樹脂通過預鋪的管路壓入碳纖維層層布之中，讓樹脂在碳纖維布之間均勻流動，最后均勻充滿整個制品層中，在高溫制品固化之后，揭掉真空袋，在模具分離之后得到所需的制品。在真空環境下樹脂浸潤碳纖維布，在真空袋中產生的氣泡較少，制品的強度更高、質量更輕，產品質量穩定性更好，而且減少了樹脂的使用，僅需一面光滑的模具就能得到兩面光滑的制品，而且產品厚度更好控制。一般應用于船艦工業中的方向舵、雷達屏蔽罩，風電葉片、機艙罩，汽車工業中輕量化改裝件、擋風板、車廂、引擎蓋等，也可應用在葉片、機匣等。
• 模壓成型工藝
  • 通過將一定的碳纖維材料加入金屬模具中，通過加熱、加壓的方式，使材料固化成型。
• 一體化成型工藝
  • 在模壓成型工藝和真空導入工藝的基礎上，結合兩種工藝的優點而發展起來的進行一體成型、一次成型的工藝過程。采用碳纖維布或者碳纖維預浸料，經過鋪層、模壓真空加熱固化等步驟，一次成型。成型過程中，通過軟件模擬與設計，采用內模具和外模具結合的方法。
• 熔融復合法
  • 將聚合物基體和增強體直接混合，是生物復合材料工業加工中較普遍的方法。
• 壓縮成型法
  • 在壓縮壓力下通過加熱半成品材料進行模塑成型，直至生產出最終產品，通常是在不同的壓力和溫度下進行的，該技術具有成型半成品量大、可重復性高、周期時間短、生產成本低等優點。
• 注塑成型法
  • 通過將熔融聚合物注入模具，形成具有所需結構設計的理想材料，樹脂顆粒和短纖維被放置在一個加熱的桶里，當顆粒融化后，螺桿將熔體注入并將其輸送到工具腔室，在那里冷卻并固化形成所需的材料。這種技術工藝適用于制造復雜的幾何結構，具有低勞動成本，使用回收材料的可能性和能實現一定工業規模等特點。
• 擠出工藝法
  • 被廣泛用于塑料工業，是生產顆粒、半成品和成品材料的高溫短時工藝。包括單/雙螺桿擠出機組，單螺桿擠出機組用于熔化、混合和均化材料，通常在短時間中等操作速度混合純聚合物，并且不需要預造粒，但在高壓下性能差，與雙螺桿擠出機相比產量低；雙螺桿擠出機能夠通過混合兩種或多種對熱和剪切力敏感的材料來生產顆粒。
• 液體復合材料成型法（如樹脂轉移模塑和真空輔助樹脂灌注模塑）
  • 幾十年來一直被用來制造復合材料層壓板，現在仍然在使用。這些技術具有高質量、可再現性和可重復性、易于清潔處理、可擴展性、靈活性及減少揮發性有機化合物等綜合優勢。利用真空和環境壓力之間的壓力差，將預制件壓縮并固定在模具上，并將樹脂注入預制件，通過這些技術生產的復合材料可用于海洋、航空航天、國防和汽車領域。

碳纖維復合材料的成本構成

碳纖維復合材料的環保性能

碳纖維復合材料的應用前景

碳纖維復合材料的力學性能