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在本文中將從Process、Results、Materials、Tooling、Operation Cost、Equipment等6個方面對復(fù)合材料常見加工工藝Prepreg/Autoclave（預(yù)浸料/高壓釜）、Resin Transfer Molding（RTM，樹脂傳遞模塑）、Resin Infusion（樹脂灌注）、Prepreg/Oven Cure（預(yù)浸料/烘箱固化）、Press Molding（模壓成型）和Wet Layup（濕鋪工藝）進(jìn)行定性定量對比評價。

 

在6個方面進(jìn)行定量評價時，以滿分10分為最高分、0分為最低分進(jìn)行考量；其中Process過程考量主要涉及Cleanliness（清潔度）、Volatile release（揮發(fā)劑釋放）等6個方面；Results考量涉及Repeatability（可重復(fù)性）、Void content（孔隙量）等10個方面；Materials考量涉及Cost of materials（材料成本）等4個方面；Tooling考量涉及Tooling cost（工具成本）等3個方面；Operation Cost涉及Labor intensity（勞動強(qiáng)度）等3個方面；Equipment考量涉及Equipment expense（設(shè)備費(fèi)用）等3個方面。

 

圖1和表1中匯總了6種常見復(fù)合材料加工工藝定量考核的指標(biāo)，下面將針對這6種常見工藝進(jìn)行一一評述。

 

 

圖1 常見6種復(fù)合材料定量評價

 

表1 常見6種復(fù)合材料具體考量指標(biāo)

 

 

Prepreg/Autoclave（預(yù)浸料/高壓釜）

 

 

Results：航空級

 

等級：中級技能

 

在質(zhì)量方面，基于預(yù)浸料的結(jié)構(gòu)件在高壓釜中固化，使其具有特定的優(yōu)勢。該過程可以高度控制，從而產(chǎn)生優(yōu)異的結(jié)果。但主要挑戰(zhàn)包括昂貴的材料、工具、運(yùn)營成本和設(shè)備。

 

 

Resin Transfer Molding（樹脂傳遞模塑）

 

 

Results：優(yōu)秀的裝飾品

 

技能等級：高技能

 

使用樹脂傳遞模塑工藝制造的部件可以產(chǎn)生美麗的外觀。但該過程確實(shí)需要高水平的技能，并且所有表面都必須經(jīng)過加工處理。優(yōu)勢之一是材料成本較低。

 

 

Resin Infusion（樹脂灌注）

 

 

Results：消費(fèi)品等級

 

技能等級：中級技能

 

使用樹脂灌注制造部件將產(chǎn)生消費(fèi)品級結(jié)果。如果有預(yù)算，這是一個很好的過程，因?yàn)槿腴T成本不高，樹脂灌注不需要特殊的設(shè)施。

 

 

Prepreg/Oven Cure（預(yù)浸料/烘箱固化）

 

 

Results：消費(fèi)品級

 

技能等級：中級技能

 

構(gòu)建預(yù)浸材料結(jié)構(gòu)件并在烘箱中固化，將為具有正確技術(shù)技能和設(shè)施的人員提供消費(fèi)品級的結(jié)果，其挑戰(zhàn)主要包括昂貴的材料和大量的勞動力，但設(shè)備比高壓釜便宜。

 

 

Press Molding（模壓成型）

 

 

Results：高度可預(yù)測的結(jié)果

 

技能水平：一般技能

 

使用模壓成型制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件是一個相對簡單的過程，具有一般技能的人可以進(jìn)行。它將需要專用設(shè)施和昂貴的設(shè)備。除了高消耗外，昂貴的工具和材料也增加了成本。但是可以獲得可預(yù)測的結(jié)果，這對于大批量生產(chǎn)來說是理想的選擇。

 

 

Wet Layup（濕鋪工藝）

 

 

Results：低等級

 

技能水平：低技能

 

使用濕鋪工藝制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件不會產(chǎn)生很好的效果，但它對初學(xué)者有好處，而且非常便宜。它不需要專門的設(shè)施，材料成本更低。