樹脂基碳纖維複合材料成型工藝進展（下1） -復材在線

目前在飛機機體上採用的碳纖維複合材料零件成形技術主要包括：

（1） 樹脂轉移模塑成形技術

RTM工藝的主要原理是在模腔中鋪放按性能和結構要求設計的增強材料預成形體，採用注射設備將專用樹脂體系注入閉合模腔，模具具有周邊密封和緊固以及注射及排氣系統，以保證樹脂流動流暢並排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，還具有加熱系統，可加熱固化成形碳纖維複合材料構件。它是一種不採用預浸料，也不採用熱壓罐的成形方法。因此，具有效率高、投資、綠色等優點，是未來新一代飛機機體有發展潛力的製造技術。

樹脂轉移模塑成形技術是一種低成本複合材料製造方法，最初主要用于飛機次承力結構件，如艙門和檢查口蓋。1996年美國防務預研局開展了高強度主承力構件的低成本RTM 製造技術研究。目前中小型碳纖維複合材料RTM零件的製造已經獲得了較廣泛的應用，而大型RTM件也在JSF的垂尾上應用成功。該方法的優點是環保、形成的層合板性能好且雙面質量好，在航空中應用不僅能夠減少本身勞動量，而且由於能夠成形大型整體件，使裝配工作量減少。但是樹脂通過壓力注射進入模腔形成的零件存在著孔隙含量較大、纖維含量較低、樹脂在纖維中分布不勻、樹脂對纖維浸漬不充分等缺陷，因此該技術還有改進潛力。

由於該技術還存在以上缺點，因此未來發展是降低工裝成本、提高結構件性能、減少廢品率。因此，在該技術基礎上又開發了真空輔助樹脂注塑成形（VARI）技術，輔助樹脂被織物吸收，不僅可降低孔隙率，預成形纖維更緊密，真空形成的負壓，樹脂就順真空通路沿預成形體各層面流動，從而充分浸漬纖維，並使纖維/樹脂分布均勻。其中提高性能，主要是為了採用RTM製造高強度主要結構件，為此，美國國防預研局開發了Z向纖維增強RTM技術，該技術可在織物橫向或增強蒙皮界面處採用不連續纖維增強。這種新型製造理論可不通過編織或縫合實現三維結構。該技術在應用過程中有幾項關鍵技術要解決：充填過程模擬技術、熱傳遞和固化反應研究、注射方法研究、RTM 設備研究。

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