复合材料低成本制造技术应用

    复合材料的成本主要包括3个方面：原材料成本、设计制造成本以及使用维护成本；低成本复合材料技术包括了低成本设计技术、低成本制造技术和低成本材料技术。其中，低成本制造技术是核心。根据本次调查的反馈，结合美国制造商提供的信息，应用中复合材料成本组成主要为材料（15%）、预浸料铺叠（25%）、装配（45%）、固化（10%）、紧固工艺（5%），各成本所占比例如图2所示。由图可以看出，在实际生产中，为降低成本，设计/材料/制造一体化技术和成形工艺技术是复合材料低成本制造技术的研究重点。目前已开发了多种低成本制造技术，包括树脂传递模塑成形技术（RTM）、树脂膜渗透技术（RFI）、真空辅助树脂渗透成形技术（VARI）、纤维缠绕、拉挤成型以及自动铺放等。

图  2，复合材料成本中，各项所占比例

    1、RTM工艺。该技术已获得了较为广泛的应用，是航空、航天先进复合材料低成本制造技术的主要发展方向之一。该工艺避免了预浸料的生产工序，能够适应航空航天复合材料结构件的小批量、多品种的生产特点。但是，在实际生产过程中，还要结合模具的资金投入来决定是否选择RTM工艺。

    2、FI和VARI工艺。RFI采用传统的真空袋压成形方法，避免了RTM工艺所需的树脂计量注射设备和双面模具的加工，大大降低了成本，然而对材料和工装的耐高温性具有较高要求；VARI摆脱了热压罐设施的依赖，具备明显的低成本潜力，却需要材料、工艺和设计人员的协同配合。