碳 纤 维 缠 绕 工 艺

缠绕是历史最悠久的一种复合材料加工方法，起源于20世纪50年代末。作为当时先进的加工技术，最先开始广泛应用在军工方面，比如火箭发动机的壳体和压力仓。随着科学技术的发展，和社会对复合材料的广泛需求和应用，缠绕方法也越来越多被应用到民用产品加工方面。

但在日趋激烈的复合材料加工市场竞争中，不光需要有先进的加工设备，对加工过程中应用到的材料，成本，效率等各方面的要求也越来越高，缠绕工艺也根据不同的需求衍生出几种不同的工艺。

目前为止，缠绕工艺主要分为三大类：1.湿法缠绕工艺；2.干法缠绕工艺；3. 半干法缠绕工艺。

1.湿法缠绕工艺

将连续的纤维粗纱或布带浸渍树脂胶后，直接缠绕到芯模或瓶体上，然后固化成型的方法称为湿法缠绕成型工艺。湿法缠绕要求比较简单的设备，对碳纱的要求也不严格，可以采用1K，3K,6K,12K甚至24K. 但是对于成本来说，越粗的纱线的缠绕效率越高。 因为是湿法，所有所要求的树脂也是液体的，这就要求要关注树脂的有效液化时间和流动性。在加工过程中也要密切关注纱线的张力，树脂的含量和浸润度，及纱线的整齐不跑纱等问题。

2.干法缠绕工艺

将连续的纤维粗纱浸渍树脂后，在一定温度下烘烤一定时间，除去溶剂，并使树脂胶液从A阶段到B阶段，制成预浸纱或预浸带，在缠绕时将预浸纱或预浸带按照给定规律直接缠绕在芯模上的成型方法，称为干法缠绕工艺。干法顾名思义，我们采用的碳纱是预浸材料，直接可以缠绕到制品上。这种方法非常高效，但是对预浸纱线的要求很高，目前这种预浸纱线也还没达到量产，需要时间等待。

3.半干法缠绕工艺

半干法缠绕工艺和湿法缠绕工艺相比，增加了烘干程序；与干法缠绕相比，缩短了烘干时间，降低了碳纱烘干程度，可在室温下进行缠绕。这种先让纱线浸润树脂，再烘干，再缠绕。这减少了设备和预浸碳纱的依赖，又比湿法的品质有所提高，大大提高了制品合格率。属于目前性价比最高的加工工艺。

下表为各种缠绕方法的比较，从中可以看出不同工艺方法的优缺点。

虽然缠绕工艺日趋成熟和完善，基于不同工厂的实力和客户的不同需求，并不是所有的复合材料制品都需要应用到最先进的缠绕工艺，但由于缠绕产生的拉伸能够获得比其他复合材料加工工艺更好的高压实，高纤维含量，低空隙制品，更有助于制品获得更好的力学性能，追求缠绕工艺的更完善，更高效和更低成本的运作还是需要各方的努力。

编辑：王宇阳（实习）