碳纖維復合材料因其高強度、輕量化和耐腐蝕等優異性能，在航空航天、汽車制造、體育器材等領域得到廣泛應用，本文探討了碳纖維復合材料的主要制造工藝，包括預浸料成型、樹脂傳遞模塑（RTM）、纏繞成型和熱壓罐成型等關鍵技術，預浸料成型通過將碳纖維與樹脂預浸漬后層壓固化，適合高精度部件；RTM工藝將樹脂注入閉合模具中浸潤纖維，適用于復雜結構件的大批量生產；纏繞成型則通過纖維纏繞芯模實現高強度回轉體部件的制造；熱壓罐成型結合高溫高壓環境，進一步提升復合材料的致密性和性能，文章分析了工藝參數（如溫度、壓力、固化時間）對材料性能的影響，并指出未來發展方向包括低成本化、自動化生產及綠色制造技術的應用，通過優化工藝和開發新型樹脂體系，碳纖維復合材料的性能與生產效率將進一步提升，推動其在更多領域的規模化應用。

碳纖維復合材料制造工藝探究

碳纖維復合材料因其優異的性能，如高強度、高模量、耐腐蝕等，被廣泛應用于航空航天、汽車制造、體育器材等領域。以下是幾種常見的碳纖維復合材料制造工藝：

1. 手糊成型工藝

手糊成型工藝是一種傳統的復合材料成型方法，它包括以下幾個步驟：

• 模具準備：在模具表面上涂抹脫模劑、膠衣。
• 預浸布鋪設：將裁好的碳纖維預浸布鋪設在模具工作面上。
• 樹脂涂覆：在工作面上刷涂或噴射樹脂膠液。
• 固化和脫模：達到所需厚度后，成型固化、脫模、后處理。

手糊成型工藝操作簡單，但生產效率較低，適合小批量生產。

2. 真空熱壓罐工藝

真空熱壓罐工藝是一種高效、高質量的成型方法，適用于制造高性能復合材料制品：

• 坯料準備：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。
• 模具覆蓋：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。
• 固化過程：在熱壓罐內加溫固化，固化規則的制定與執行是保證復合材料產品質量的關鍵。

真空熱壓罐工藝適用于制造整流罩、飛機艙門、機載雷達罩等高精度產品。

3. 層壓成型工藝

層壓成型工藝是將預浸料通過加壓高溫固化成型的一種方法，具有機械化和自動化程度高、產品質量穩定等特點：

• 預浸料鋪設：把一層層鋪設的預浸料放置在上下平板模之間。
• 固化成型：通過加壓高溫固化成型。

層壓成型工藝適用于生產不同規格、不同用途的復合材料板材。

4. 纏繞成型工藝

纏繞成型工藝是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：

• 材料準備：將浸水的金屬鋁復合材料準備好。
• 纏繞過程：按照一定的規律，纏繞在芯模中。
• 固化脫模：通過固化脫模，最終獲得制品。

纏繞成型工藝適用于生產筒形部件，如運載火箭筒體、雷達罩、機匣等。

5. 拉擠成型工藝

拉擠成型工藝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：

• 材料準備：將已經浸潤的纖維準備好。
• 成型過程：在牽引力的作用下，在模具中成型，并且在爐中固化。

拉擠成型工藝適用于生產地板梁、座椅、內飾板等。

6. 真空導入工藝

真空導入工藝又叫VIP，是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：

• 模具準備：在模具表面上鋪設碳纖維復合材料布。
• 真空處理：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。
• 樹脂浸潤：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。
• 固化和脫模：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。

真空導入工藝適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。

7. 模壓成型工藝

模壓成型工藝是在金屬鋁復合材料生產中一項既古老又能夠隨著時代的發展不斷展現出新生命的一種成型方式：

• 材料準備：將一定的碳纖維材料準備好。
• 模具操作：將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。

模壓成型工藝適用于生產各種形狀的復合材料制品。

8. 一體化成型工藝

一體化成型工藝是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：

• 材料準備：使用碳纖維布或者碳纖維預浸料。
• 成型過程：經過鋪層、模壓真空加熱固化等步驟，一次成型的工藝過程。
• 軟件模擬：通過軟件模擬與設計，采用內模具和外模具結合的方法。

一體化成型工藝適用于生產高質量、高精度的復合材料制品。

以上就是碳纖維復合材料制造工藝的幾種常見方法。每種工藝都有其獨特的優勢和適用范圍，選擇合適的工藝對于最終產品的性能和成本控制至關重要。

碳纖維復合材料性能優化技術

航空航天領域碳纖維應用案例

碳纖維復合材料成本控制策略

碳纖維復合材料回收再利用研究