复合材料成型工艺：从手工糊制到智能成型，支撑万亿级新材料产业的 “工业骨骼”

在航空航天的机舱、新能源汽车的车身、风电叶片乃至城市地下管道中，复合材料正重塑制造业格局。而背后支撑这一切的，是不断进化的成型工艺体系 —— 全球聚合物基复合材料成型工艺已达 20 余类，中国仅接触低压成型占比就达 75%，成为新材料产业升级的关键引擎。 接触低压成型：75% 中国企业的 “起步选择”作为复合材料工业化的 “基石”，接触低压成型以手工或简易工具铺料、压力≤2MPa 为核心特征，手糊、喷射、RTM（树脂传递模塑）是其核心技术路线。 手糊成型是最 “经典” 的工艺：工人在模具上逐层铺放浸胶纤维，辊轮排泡后固化。虽效率低（日均 1-2 件中型产品）、性能重复性差，但设备成本仅需模具与基础工具，成为中小企业入门首选 —— 中国 75% 的复合材料企业依赖此工艺生产储罐、游艇内饰等。 喷射成型则实现 “半机械化突围”：喷枪将树脂与切断的玻纤粗纱混合喷射到模具表面，效率比手糊高 2-4 倍，纤维成本降 15%-20%，广泛用于卫浴洁具、汽车外罩，但树脂含量偏高（60%）导致强度受限。 RTM 技术开启 “闭模时代”：预成型纤维毡放入闭合模具，树脂以 0.3-0.5MPa 压力注入模腔，产品两面光滑、无挥发污染，模具成本仅为 SMC 工艺的 2%-16%，已用于 8.5 米风电叶片、卫星天线反射器等高端领域，正向微机控制自动化升级。夹层结构：破解 “强度 - 刚度” 矛盾的利器当单一复合材料难以兼顾强度与刚度时，夹层结构成为解决方案 —— 上下层高强度蒙皮承受载荷，中间轻质芯材抗变形，重量比实心板轻 40%-60%。 蜂窝夹层是 “强度担当”：玻璃布制成六边形蜂窝芯材，与玻璃钢蒙皮粘接，比刚度超铝钢，透微波性能优异，从飞机尾翼延伸至过街天桥、冷藏车箱体，核心挑战是芯材与蒙皮粘接强度需达 3MPa 以上。 泡沫夹层侧重 “多功能”：聚氨酯、酚醛等泡沫芯材与玻璃钢蒙皮复合，保温性是单层玻璃的 5 倍，透光率 85%，广泛用于东北温室采光顶、医用担架，可预制粘接或现场浇注，适配不同场景需求。模压成型：批量生产的 “主力选手”模压成型通过 “金属对模 + 加热加压”（120-160℃、10-50MPa）固化预混料，适合中小型产品批量生产，全球年产量超 100 万吨。 SMC（片状模塑料）是其 “明星材料”：树脂糊浸渍玻纤毡、覆聚乙烯薄膜，裁剪后入模成型，无需手工浸胶，环境清洁，可生产汽车保险杠、仪表盘，日均产能达 500 件 / 线，表面光洁度 “免喷涂”。 如今模压正向 “大型化、轻量化” 升级，已能压制 2.5 米长汽车底板，碳纤维 SMC 重量比钢轻 50%，自动化程度提升至全流程无人化，生产周期缩至 2 分钟内。缠绕与连续成型：大尺寸制品的 “高效方案”缠绕成型按受力设计纤维方向，通过芯模与绕丝嘴协同运动，实现管状、筒状制品精准控形。湿法缠绕成本低（民用管道、储罐），干法缠绕树脂含量精准（±2%），用于航天高压气瓶，国产微机控制缠绕机已替代 60% 中低端进口设备，最大缠绕直径达 5 米。 连续成型则是 “工业化引擎”：拉挤工艺连续生产型材（5mm 棒材至 800mm 空腹件），日产量 10 吨，光伏支架用其生产，抗腐性是钢的 10 倍；连续缠管可产 15 米长玻璃钢夹砂管，比混凝土管轻 1/3，通水能力提 20%，成为大口径输水管主流。热塑性复合材料：环保与性能的 “新方向”与热固性材料 “不可回收” 不同，热塑性复合材料废品可熔融再加工，利用率超 95%，且耐热性更高（玻纤增强 PEEK 使用温度 310℃），成型周期短（汽车门板注射成型 40 秒）。 目前其已用于汽车门板、航空发动机部件，碳纤维增强 PEEK 还可做骨科植入物，未来 5 年汽车结构件应用占比或从 10% 升至 25%，成为行业新增长点。结语：工艺创新驱动产业升级从手工糊制到全自动化，从结构件到功能件，复合材料成型工艺正朝着 “自动化、高性能化、绿色化” 迈进。未来，随着机器人预成型、生物基树脂应用等突破，复合材料将从 “小众材料” 成长为支撑高端制造、新能源的 “核心材料”，为全球工业注入新动能。