概述

⑴纖維纏繞成型工藝及分類  根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。

    ①干法纏繞  干法纏繞是采用經(jīng)過浸膠處理的預浸紗或帶，在纏繞機上經(jīng)加熱軟化至黏流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預浸紗（或帶）是專業(yè)生產(chǎn)，能嚴格控制樹脂含量（精確到2%以內(nèi)）和預浸紗質(zhì)量。因此，干法纏繞能夠準確地控制產(chǎn)品質(zhì)量。干法纏繞工藝的最大特點是生產(chǎn)效率高，纏繞速度可達100~200m/min，纏繞機清潔，勞動衛(wèi)生條件好，產(chǎn)品質(zhì)量高。其缺點是纏繞設備貴，需要增加預浸紗制造設備，故投資較大，此外，干法纏繞制品的層間剪切強度較低。

    ②濕法纏繞  濕法纏繞是將纖維集束（紗式帶）浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。濕法纏繞的優(yōu)點為：a.成本比干法纏繞低40%；b.產(chǎn)品氣密性好，因為纏繞張力使多余的樹脂膠液將氣泡擠出，并填滿空隙；c.纖維排列平行度好；d.濕法纏繞時，纖維上的樹脂膠液可減少纖維磨損；e.生產(chǎn)效率高（達200m/min）。濕法纏繞的缺點為：a.樹脂浪費大，操作環(huán)境差；b.含膠量及成品質(zhì)量不易控制；c.可供濕法纏繞的樹脂品種較少。

    ③半干法纏繞  半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至模芯的途中，增加一套烘干設備，將浸膠紗中的溶劑除去。與干法相比，省去了預浸膠工序和設備；與濕法相比，可使制品中的氣泡含量降低。

三種纏繞方法中，可濕法纏繞應用最普遍，干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領域。

⑵纖維纏繞成型的特點

    ①纖維纏繞成型的優(yōu)點 a.能夠按產(chǎn)品的受力狀況設計纏繞規(guī)律，能充分發(fā)揮纖維的強度；b.比強度高，一般來講，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質(zhì)容器相比，質(zhì)量可減輕40%~60%；c.可靠性高，纖維纏繞制品易實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)，工藝條件確定后，纏出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，精確；d.生產(chǎn)效率高，采用機械化或自動化生產(chǎn)，需要操作工人少，纏繞速度快（240m/min），故勞動生產(chǎn)率高；e.成本低，在同一產(chǎn)品上，可合理配選若干種材料（包括樹脂、纖維和內(nèi)襯），使其在復合，達到最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。

    ②纏繞成型的缺點  a.纏繞成型適應性小，不能纏任意結(jié)構(gòu)形式的制品，特別是表面有凹形的制品，因為纏繞時，纖維不能緊貼芯模表面而架空；b.纏繞成型需要有纏繞機、芯模、固化加熱爐、脫模機及熟練的技術(shù)工人，需要的投資大，技術(shù)要求高，因此，只有大批量生產(chǎn)時才能降低成本，才能獲得較高的技術(shù)經(jīng)濟效益。

⑶纏繞成型技術(shù)的發(fā)展

    ①纏繞成型技術(shù)的現(xiàn)狀  自1946年美國發(fā)明用連續(xù)纖維纏繞成型壓力容器方法以來，纏繞成型工藝得到不斷的完善和發(fā)展。就全世界而言，纏繞成型工藝生產(chǎn)的復合材料制品，已占世界復合材料總產(chǎn)量的8%左右。我國1962~1963年總結(jié)出纖維纏繞規(guī)律，設計出可纏制各種壓力容器的鏈條式纏繞機，揭開了我國纏繞成型技術(shù)的歷史。此后，由德國引進大型數(shù)控纏繞機，生產(chǎn)火箭發(fā)動機殼體和長6m、直徑2m玻璃鋼貯罐。進入20世紀80年代，先后從意大利、美國、日本等引進了自動化程度較高的微機控制纏繞機，可以生產(chǎn)直徑4m、長15m以內(nèi)的管、罐，引進的現(xiàn)場纏繞機，經(jīng)研究改造后，可以纏直徑20m的立式貯罐。與此同時我國自行設計制造的機械式纏繞機、微機控制自動化程度很高的大型纏繞機和連續(xù)纏管機都相繼問世，其技術(shù)水平在某些地方超過國外進口設備，現(xiàn)已進入國際市場。

    ②纖維纏繞制品開發(fā)應用  纖維纏繞制品的開發(fā)應用，分為軍工和民用兩個方面。

    a.應用于軍工和空間技術(shù)方面的復合材料纏繞制品，要求精密、可靠、質(zhì)量輕及經(jīng)濟等。纖維纏繞制品在航空、航天及軍工方面的應用實例有：固體火箭發(fā)動機殼體；固體火箭發(fā)動機燒蝕襯套；火箭發(fā)射筒；魚雷儀器艙；飛機機頭雷達罩；氧氣瓶（機載）；直升機的旋翼；高速分離器轉(zhuǎn)筒；天線桿、點火器、波導管；導彈連接裙；航天飛機的機械臂等。

在這些產(chǎn)品中，最具有代表性的是火箭發(fā)動機殼體，均用纖維纏繞玻璃鋼取代合金鋼，質(zhì)量減輕45%，射程由1600km增加到4000km，生產(chǎn)周期縮短了1/3，成本大幅降低，僅為鈦合金的1/10。

B.民品方面應用  在民品方面，纖維纏繞制品的優(yōu)點主要表現(xiàn)在輕質(zhì)高強、防腐、耐久、實用、經(jīng)濟等方面。已開發(fā)應用的產(chǎn)品有：高壓氣瓶（煤氣、氧氣）；輸水工程，防腐管道及配件；各種尺寸和性能的貯罐；電機綁環(huán)及護環(huán)；風機葉片；跳高運動員用的撐桿、船桅桿；電線桿；貯能飛輪；汽車板簧及傳動軸；紡織機劍桿、繞絲筒；羽毛球及網(wǎng)球球拍；防波浮筒；磁選機筒等。

最具代表性的民用纏繞制品時比例鋼管、罐。它具有一系列優(yōu)點：耐化學腐蝕；摩擦阻力小，可降低能耗30%左右；質(zhì)量輕，為同口徑鋼管質(zhì)量的1/5~1/3；能生產(chǎn)2~4m大口徑管（而球墨鑄鐵管的最大口徑為1m）；施工安裝費用比鋼管低15%~50%；中國生產(chǎn)的直徑15~20m、容積1000m3以上的大型立式貯罐，已在工程實際中應用，性能良好。