近年來，熱壓罐成型方法被視為“高成本”的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造方法，而被排除于“低成本方法”概念體系之外，將樹脂轉(zhuǎn)移方法與之形成新舊對勢，似乎熱壓罐成型方法應(yīng)走向淘汰之路。其實(shí)，熱壓罐成型方法在工程應(yīng)用上無論在成熟度還是在規(guī)模化方面仍是當(dāng)今航天領(lǐng)域復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的主要成型方法，這是由它的特點(diǎn)決定的： （1）罐內(nèi)壓力和溫度均勻。在它們共同作用下，可滿足復(fù)合材料高纖維含量的要求，其復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能和較穩(wěn)定的物理性能，例如復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的孔隙率低，樹脂含量均勻。
?。?）熱壓罐成型方法適用范圍廣。例如層壓結(jié)構(gòu)、夾芯結(jié)構(gòu)、膠接結(jié)構(gòu)和縫紉結(jié)構(gòu)。模具相對比較簡單，效率高，尤其適用于大型的具有高性能要求的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的成型。
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為了滿足飛機(jī)樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)航空主機(jī)制造企業(yè)已有熱壓罐30余臺，其中1/3是從國外進(jìn)口的，生產(chǎn)面積達(dá)20萬平米，大多數(shù)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和廠房條件可滿足民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)的要求。以此成型方法為基礎(chǔ)，在材料改性、工藝參數(shù)優(yōu)化、厚度尺寸和變形控制、模具設(shè)計及制造，無損檢測、損傷修復(fù)等方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，其成果在工程化中得到驗(yàn)證，并且形成了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。近年來飛機(jī)對復(fù)合材料的性能要求更為苛刻，為了提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)效率和保證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的一致性，各主機(jī)制造企業(yè)先后購置復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件（如Fibersim軟件）和與之相配套的預(yù)浸料自動下料機(jī)、激光投影儀、自動C掃描無損檢測設(shè)備以及五坐標(biāo)數(shù)控鉆銑設(shè)備。有的航空企業(yè)還購置了或正在購置自動鋪帶機(jī)、超聲波蜂窩銑床以及帶柔性夾具的數(shù)控加工設(shè)備。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計/制造完整的數(shù)字化生產(chǎn)線正在被打通，年產(chǎn)85t以上復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)能力已經(jīng)形成。因此這其中至少有1/2的剩余生產(chǎn)力可以用于大型飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。 123456
至于熱壓罐成型方法如何降低成本，國內(nèi)也做了不少的研究工作，例如，預(yù)浸料“零吸膠”的實(shí)現(xiàn)，輔助材料的國產(chǎn)化，共固化模具結(jié)構(gòu)熱效率的提高和組裝形式的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)件進(jìn)罐的合理組合以及隨爐件測試項(xiàng)目的合理化等方面都有效地促進(jìn)了制造成本的降低。以某飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件為例，每生產(chǎn)1kg復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，可以節(jié)約制造成本1200多元。若在制造大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件中預(yù)浸料鋪覆改為采用自動鋪疊，生產(chǎn)效率會明顯提高，制造成本將繼續(xù)下降。因此，將其視為“高成本”的制造方法是不準(zhǔn)確的，該成型方法經(jīng)過了30多年的技術(shù)發(fā)展，其完整性及成熟度無疑對大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用進(jìn)入快行道具有重要的意義。 123,123
另外，由于真空輔助成型（VARI）工藝在降低復(fù)合材料制造成本及大型構(gòu)件整體成型方面的優(yōu)勢，近年來受到業(yè)界的廣泛重視。國內(nèi)有關(guān)單位開發(fā)了適用于VARI工藝的樹脂體系，并驗(yàn)證了其工藝方法，研究了其復(fù)合材料的性能，試制了相關(guān)的典型件。盡管該工藝試制的復(fù)合材料性能與熱壓罐法的基本相當(dāng)，但要滿足高性能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的要求還有不少的研究工作要做。因此，現(xiàn)階段應(yīng)發(fā)揮熱壓罐加壓固化的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)VARI工藝真空加壓的不足，揚(yáng)長避短，這也是降低熱壓罐成型方法制造成本的一條有效技術(shù)途徑。
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