三維編織復合材料及RTM工藝進展

    摘要：本文綜述了三維編織復合材料及其RTM成型工藝和發展過程。同時，簡單介紹了一種新的工藝，該工藝可降低成本并且能夠提高復合材料制品的力學性能。
    1  引  言                            
    材料是社會發展的物質基礎和先導，而新材料則是社會進步的重要里程碑。21世紀是復合材料飛速發展的時代。三維編織復合材料作為復合材料的一個領域，是以三維整體織物作為增強體的復合材料，是20世紀80年代發展起來的一種新型織物復合材料。隨著纖維復合材料編織技術的不斷發展，編織復合材料以其優異的性能逐漸顯示出較強的競爭力。RTM工藝則是綜合性能最好的一種成型工藝，和其它傳統復合材料生產技術相比，RTM有許多優點：能夠制造高質量、高精度、低孔隙率、高纖維含量的復雜復合材料構件，是成型三維整體編織構件的有效方法。RTM-三維編織技術融合了RTM與三維編織各自的特點，從而使制品具有更加優異的性能。以RTM工藝制作的三維整體編織復合材料，可大幅度提高層間剪切強度和整體損傷容限，使復合材料由原來的次承力結構件成為主承受構件之一。
    2  RTM工藝及發展
     RTM是樹脂傳遞模塑工藝的縮寫(Resin TransferMolding)，一般指在模具的型腔里預先鋪放增強材料，合模后，在一定的溫度和壓力下將樹脂注入模具，浸漬織物增強體并固化，最后脫模得到制品的一種工藝。RTM成型工藝是從濕法鋪層和注塑工藝演衍生出來的一種新的復合材料成型工藝，是目前航天航空先進復合材料的發展方向之一。運用于航天產品的RTM成型工藝制造的復合材料，其使用的纖維增強體采用編織成型，產品價格較高，但隨著國內多家企業對編織技術、編織機械的大力發展，編織體的價格已大幅下降，為RTM成型技術在航天產品的廣泛應用提供了可能。RTM技術是一種適宜多品種、中小批量、高質量復合材料生產的成型技術，近年來得到聲迅速發展。美國國家宇航局對RTM給予了高度重視，并認為該技術是制造結構材料的一種成本低、效益好的方法。RTM與纏繞、拉擠等幾種復合材料制備技術的綜合比較見表1。從表1可以看出，RTM在這幾項低成本制造技術中的綜合優勢是明顯的。