根據(jù)纖維類型，復(fù)合材料可分為顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、不連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。由纖維增強(qiáng)材料制成的復(fù)合材料比由顆粒制成的復(fù)合材料更堅(jiān)固、更剛度，稱為纖維增強(qiáng)塑料(FRP)。在FRP系統(tǒng)中，纖維充當(dāng)承重構(gòu)件，而基質(zhì)將纖維粘合在一起，保護(hù)纖維免受磨損和環(huán)境影響，并充當(dāng)載荷傳遞介質(zhì)。FRP系統(tǒng)中常用的纖維有玻璃纖維、碳纖維、芳綸/凱夫拉纖維和硼纖維。這些纖維以短切或連續(xù)形式與聚合物基質(zhì)結(jié)合。根據(jù)所用基質(zhì)，聚合物基質(zhì)復(fù)合材料 (PMC)是廣泛使用的復(fù)合材料，它在制造復(fù)雜和大型形狀方面的具有充分的靈活性優(yōu)勢(shì)。熱固性或熱塑性聚合物常被用作基質(zhì)成分。常用的熱塑性聚合物有聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP) 和聚氯乙烯 (PVC)，熱固性聚合物的例子有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚酰亞胺和雙馬來酰亞胺。熱固性聚合物由于易于加工，常用于制造聚合物基復(fù)合材料。

高壓釜工藝通常用于制造高結(jié)構(gòu)應(yīng)用的纖維增強(qiáng)塑料(FRP)復(fù)合材料。將預(yù)浸漬樹脂的纖維層（預(yù)浸料）堆疊在模具上，以形成所需的組件形狀。組件上覆蓋有不同層的排氣管和通氣管，然后用真空袋密封。排氣管有助于吸收從層壓板中擠出的多余樹脂，而通氣管則形成一個(gè)通道，通過該通道將空氣和揮發(fā)物從組件中排出。將模具層壓板組件放置在高壓釜中，高壓釜是一個(gè)大型、溫度和壓力受控的容器。袋子連接到真空系統(tǒng)，并將預(yù)設(shè)的溫度和壓力（固化循環(huán)）施加到層壓板。溫度引發(fā)的持續(xù)化學(xué)反應(yīng)固化了樹脂。壓力將層壓板壓縮到所需的纖維體積分?jǐn)?shù)，并消除固化過程中存在的任何空隙。此外，壓力使層壓板與工具表面貼合。雖然高壓釜工藝的產(chǎn)品是一種高性能、可靠的復(fù)合結(jié)構(gòu)，但許多制造商仍擔(dān)心它的諸多缺點(diǎn)。缺點(diǎn)是投資巨大、能耗過高以及工具成本高昂。因此，出于安全原因，只有如航空航天這樣的高精尖產(chǎn)業(yè)能夠負(fù)擔(dān)得起這些成本。大多數(shù)制造商正在轉(zhuǎn)向其他替代方案。

非熱壓罐 (OoA) 工藝通過在熱壓罐外部施加真空、壓力和熱量來制造復(fù)合材料。非熱壓罐工藝使用的壓力低于熱壓罐，并在烘箱或加熱毯中固化復(fù)合材料。因此，開創(chuàng)了一種特殊的樹脂系統(tǒng)來有效消除空隙。非熱壓罐工藝比熱壓罐固化更具成本效益。本綜述討論了常見的非熱壓罐工藝，同時(shí)簡述了非熱壓罐工藝的未來發(fā)展方向。

1.預(yù)浸料

預(yù)浸料是用部分（B 階段）固化的樹脂基質(zhì)預(yù)浸漬的單向纖維片。預(yù)浸料的生產(chǎn)方法是將纖維放置在兩片樹脂片（通常是環(huán)氧樹脂）之間，穿過滾筒的纖維獲得完全浸潤。為了防止過早固化，潤濕的預(yù)浸料通常被卷起并儲(chǔ)存在冰箱中?18°C的環(huán)境中。其厚度從 0.01 毫米到 0.8 毫米不等，具體取決于所用纖維的形式。常見的纖維預(yù)浸料包括單向帶、編織和預(yù)浸料絲束。用于預(yù)浸料制造的樹脂類型有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和氰酸酯。預(yù)浸料非常柔韌，因此可以將其成型并適應(yīng)復(fù)雜的模具。此外，由于樹脂部分固化，預(yù)浸料的表面具有粘性，這有助于預(yù)浸料層的堆疊并防止相互之間的移動(dòng)。預(yù)浸料可以通過手動(dòng)鋪層工藝或自動(dòng)化鋪層。圖 1為典型預(yù)浸料的示意圖。

圖 1. 典型預(yù)浸料

2.真空袋裝工藝

真空袋壓工藝使用柔性透明薄膜，利用大氣壓封閉和壓實(shí)濕層壓板。圖 2描述了真空袋壓工藝。

圖 2. 真空袋成型工藝

該方法使用真空泵抽出真空袋內(nèi)的空氣，然后在大氣壓下壓縮部件。樹脂被擠壓并從濕層壓板吸入排氣裝置（編織聚酯織物）。真空袋工藝中使用的材料價(jià)格低廉，但用該工藝制造的部件比手工鋪層具有更好的機(jī)械性能。此外，無論處理的材料數(shù)量和類型如何，施加的壓力都均勻分布在整個(gè)表面上。均勻施加壓力的效果使得層壓板更薄，空隙更少。因此，該工藝有效地控制了層壓板中的過量樹脂，從而增加了纖維體積分?jǐn)?shù)。此外，這一過程易于加工，可以應(yīng)用各種模具。然而，使用這種工藝的缺點(diǎn)是，更大更復(fù)雜的鋪層需要更多勞動(dòng)力。且該過程開始之后中間不能有中斷。發(fā)生過度排氣時(shí)的纖維體積分?jǐn)?shù)不能像其他方法那樣有效地被計(jì)算。真空袋工藝中用于生產(chǎn)的材料列于表 1中。真空袋技術(shù)可用于制造游艇、甲板、船體、上層建筑、艙壁等主要結(jié)構(gòu)以及隔板和內(nèi)部接縫等次要結(jié)構(gòu)。與手工鋪層工藝相比，真空袋工藝顯著改善了制造部件的機(jī)械性能。

表 1. 真空袋裝組件的功能

3. 純真空袋（VBO）/烤箱固化

純真空袋 (VBO) 固化是一種用于加工復(fù)合材料層壓板的非高壓釜 (OoA) 技術(shù)。該技術(shù)在沒有外部壓力的爐子（例如高壓釜）中進(jìn)行，以壓實(shí)層壓板。在沒有高壓的情況下，重要的是要考慮 OoA 樹脂的特性、纖維基層結(jié)構(gòu)和預(yù)浸料系統(tǒng)。圖 3顯示了純真空袋復(fù)合材料的制造組件及其耗材。OoA 預(yù)浸料的特點(diǎn)是部分浸漬的微結(jié)構(gòu)具有平面滲透性，允許空氣排出并有助于在不使用高壓釜壓力的情況下制造低孔隙率部件。部分浸漬的微結(jié)構(gòu)包括干燥和富含樹脂的區(qū)域。固化過程中可使用 0.1 MPa 的低壓進(jìn)行壓實(shí)，缺點(diǎn)在于不足以防止空隙形成。因此，在樹脂凝膠化之前，必須將層壓板中夾帶的空氣、水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)抽空。因此，部分浸漬微結(jié)構(gòu)中的干燥區(qū)域形成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，有利于氣體在初始低溫固化階段排出。高溫下，樹脂富集區(qū)域的樹脂會(huì)滲入干燥區(qū)域。

圖3. VBO固化劑的制造組裝

OoA 預(yù)浸料的固結(jié)方法是，在室溫下抽真空，抽空真空袋，壓實(shí)部件，并將層壓板中的空隙推向真空源，如圖4所示。這樣做的結(jié)果是，纖維體積分?jǐn)?shù)增加，預(yù)浸料的平面內(nèi)滲透性降低。在此期間，由于基質(zhì)的高粘度，樹脂流動(dòng)受到限制。當(dāng)部件的溫度升高時(shí)，樹脂粘度會(huì)降低，從而使樹脂逐漸滲透到纖維床中。樹脂流入干纖維束并飽和層間空間。OoA 預(yù)浸料的浸漬通常在第一次溫度上升結(jié)束時(shí)完成。根據(jù)浸漬速率，一旦達(dá)到停留溫度，干燥的抽真空通道就會(huì)飽和。在固結(jié)的最后階段，樹脂經(jīng)歷凝膠化和玻璃化，然后固化完成。

圖4.OoA 預(yù)浸料的固結(jié)過程