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复合材料三维织造z向增强技术研究随着科技的不断发展，复合材料的应用越来越广泛，尤其是在航空、航天、汽车等领域。
而在复合材料制造过程中，如何提高其性能和降低成本是一个亟待解决的问题。
本文将从理论和实践两个方面，对复合材料三维织造z向增强技术进行深入研究。
一、理论基础1.1 复合材料的基本原理复合材料是由两种或两种以上的材料通过物理或化学方法结合在一起而形成的具有新性能的材料。
复合材料具有轻质、高强、高刚度、耐腐蚀、抗疲劳等优点，但也存在一些缺点，如成型难度大、易损伤等。
因此，研究复合材料的制备工艺和性能优化具有重要意义。
1.2 三维织造技术的发展历程三维织造技术是一种新型的纤维加工技术，它可以实现纤维的连续化、可控性和高效性。
自20世纪80年代以来，三维织造技术在航空航天、建筑、医疗等领域得到了广泛应用。
随着计算机技术的不断发展，三维织造技术也在不断地完善和发展。
1.3 z向增强技术的理论基础z向增强是指在纤维束中沿垂直于纤维方向的方向上施加预应力，以提高纤维的拉伸强度和刚度。
z向增强技术可以通过改变纤维束的排列方式、添加增强材料等方式实现。
在三维织造过程中，z向增强技术可以通过调整织物的经纬向密度来实现。
二、实践研究2.1 纤维束的制备与排列在三维织造过程中，纤维束的制备和排列是关键环节。
需要选择合适的纤维材料和增强材料，并将其混合均匀。
然后，通过预处理、加热等手段使纤维束达到一定温度和状态。
通过模具压制或喷射等方式将纤维束排列成所需的形状。
2.2 三维织造工艺参数的优化三维织造工艺参数包括经纬向密度、喷丝头间距、加热温度和时间等。
通过对这些参数的优化，可以实现纤维束的高质量排列和增强效果的最大化。
还可以采用多孔模具等手段进一步提高纤维束的质量和性能。
2.3 复合材料性能测试与分析为了评估三维织造z向增强技术的性能优劣，需要对制备出的复合材料进行力学性能测试和微观结构分析。
力学性能测试包括拉伸强度、模量、断裂伸长率等指标；微观结构分析可以通过扫描电镜等手段观察纤维和增强材料的分布情况和形态特征。
复合材料的成型工艺与性能分析在当今的材料科学领域，复合材料凭借其优异的性能表现，已成为众多工程应用中的热门选择。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组合在一起而形成的一种多相材料。
它们通常具有比单一材料更出色的性能，例如高强度、高刚度、良好的耐腐蚀性和优异的热性能等。
而这些性能的实现，很大程度上取决于复合材料的成型工艺。
复合材料的成型工艺种类繁多，常见的包括手糊成型、喷射成型、缠绕成型、模压成型、拉挤成型等。
手糊成型是一种较为传统且简单的成型方法。
工人将增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）铺放在模具表面，然后用刷子或喷枪将树脂均匀地涂覆在增强材料上，使其充分浸润。
一层一层地重复这个过程，直到达到所需的厚度。
手糊成型的优点是设备简单、投资少，适用于小批量、大型制品的生产。
但其缺点也较为明显，生产效率低，劳动强度大，制品质量受人为因素影响较大。
喷射成型则是将树脂和短切纤维同时喷射到模具表面，然后固化成型。
这种方法生产效率较高，能够较为均匀地混合树脂和纤维，但纤维的长度相对较短，导致制品的力学性能可能不如其他一些工艺。
缠绕成型主要用于制造圆柱体或球体等回转体构件。
将连续的纤维或带材通过缠绕机按照一定的规律缠绕在芯模上，同时涂覆树脂。
缠绕成型可以精确控制纤维的角度和分布，从而使制品具有良好的轴向和环向性能。
然而，这种工艺对于形状复杂的制品适应性较差。
模压成型是将预浸料放入加热的模具中，在压力作用下固化成型。
模压成型生产的制品尺寸精度高、表面质量好，但模具成本较高，适合大批量生产。
拉挤成型则是将连续的纤维通过树脂浸渍槽，然后在牵引力的作用下通过加热的模具，固化成型为连续的型材。
拉挤成型生产效率高，制品性能稳定，但产品形状相对单一。
不同的成型工艺会对复合材料的性能产生显著影响。
首先是力学性能，包括强度、刚度和韧性等。
以纤维增强复合材料为例，如果纤维在成型过程中能够均匀分布并且与树脂充分结合，那么制品的强度和刚度将会得到显著提高。
复合材料模具设计制造及其应用分析摘要：在科学技术不断发展的时代，复合材料由于在模具产品设计和制造中彰显了先进性，受到了各大企业的欢迎和使用。
优良复合材料的生产需要模具的支持，证实了复合材料模具设计制造相关技术的重要性，要求有关工作人员深入研究设计制造和应用相关问题，增强模具加工的精度，使复合材料成品拥有更高的质量。
鉴于此，本文围绕复合材料模具工作，介绍了模具的三种设计工艺和三种制造技术，提出了三条复合材料模具设计制造的应用路径。
关键词：复合材料模具；设计工艺；制造技术；应用路径引言：复合材料是一种性能较高的新型材料，同传统金属材料相比拥有更高的强度、刚度，还能按照受力特征、产品需求等开展铺层设计工作。
复合材料在21世纪初开始便搭乘了飞速发展的列车，在各个行业中得到了普及，在此背景下，相关工作人员更要强化对复合材料模具设计制造和应用的探究，有利于保障模具的使用安全和成品的整体质量。
1复合材料模具设计和制造相关技术1.1复合材料模具设计工艺1.1.1阴阳膜设计因复合材料模具制造技术的特征，复合材料的外形尺寸精度，通常与模具的阴阳模尺寸密切相关。
机载天线通常为刀形复杂外形，成型方式采用模成形，决定了天线的阴模、阳模分别为天线的外形、内形尺寸。
如果复合材料较大，还需要工作人员考虑到模具的收缩率，对阴阳模的外形尺寸加以适当调整。
因阴阳模合模表面对于粗糙度要求较高，对复合材料表面质量产生直接影响，粗糙度较高将有助于脱模，从而影响到之后的工序。
在天线底部的开口处，工作人员要进行工艺加长处理，原因在于开口位置容易出现多余材料的溢出，造成底部问题的出现，需要在复合材料成形后除掉底部的多余材料。
1.1.2脱模设计由于复合材料的特殊性，成形后表面会具有粘接力、压紧力，说明模具应具备较强的脱模能力。
阴模的脱模方法主要为，将阴模分割为左、右两个部分，凭借翘口的力量使阴模松开；阳模的脱模方法难度较大，主要是在底部位置设计好档料板，沿着档料板进行上下移动，脱模时经由档料板固定好复合材料，阳模则可以在退料螺栓的作用下退出。
复合材料行业分析报告复合材料是一种新型材料，由两种以上的材料组成，具有高强度、轻质、耐腐蚀和耐磨损等优点。
随着新材料技术的发展，复合材料应用领域逐渐扩大。
以下是一份关于复合材料行业的分析报告：一、定义复合材料是由两种或两种以上的材料经过特定方法复合而成的材料，“复合”是指将各种不同性质的材料组合在一起，充分利用各自的优势，从而获得新的、高性能材料。
二、分类特点复合材料可分为无机复合材料、有机复合材料和金属基复合材料三类。
无机复合材料分为纳米复合材料和木材基质复合材料；有机复合材料分类有塑料、高分子聚合物、树脂等；金属基复合材料包括铝基、镁基、钛基等。
复合材料的特点是具有高强度、轻质、耐腐蚀和耐磨损等优点。
三、产业链复合材料产业链主要包括原材料供应、复合材料生产、产品加工和终端应用四个环节。
四、发展历程复合材料的历史可以追溯到人类社会早期，但是直到20世纪60年代，随着新材料技术的发展，复合材料才真正成为了一个独立的领域。
五、行业政策文件中国政府近年来出台了一系列支持新材料产业发展的政策，其中包括财政资金扶持、加大技术投入、减税降费等政策。
六、经济环境复合材料行业受经济环境的影响较大，随着我国经济的不断发展，国内市场需求也在不断增长，对于复合材料行业来说，市场潜力巨大。
七、社会环境随着人们对环境和健康的重视，对于非环保和有害化学物质的使用逐渐受到限制，这也加速了复合材料在一些传统行业的替代。
八、技术环境复合材料行业技术突破非常快，新技术和新材料的不断涌现对于整个行业的发展起到了决定性作用。
九、发展驱动因素（1）节能减排：复合材料具有轻质、耐腐蚀等特点，可被应用到汽车、航空航天、轮船等领域，有助于提高能源利用率和减少废气排放。
（2）新能源汽车：新能源汽车在重量和构造上对材料提出了更高的要求。
（3）建筑节能：复合材料在墙体保温、地面结构、外墙装修等方面拥有重要地位。
（4）海洋工程：复合材料可被应用到海洋工程中，能够承受极端的海洋环境影响。
大型复合材料壁板先进制造技术及应用李林【摘要】The large and integrative composite panels can not only reduce the plane weight, but also improve the plane performance, simplify assembly. Because of layup complexity in the large-sized co-cured composite part, it is dif-ficult for traditional molding technology and quality is unstable. With the theory of design for manufacture, DFM, and ap-plying the advanced digital manufacture technique to the composite part , it is a good method for solving the large-sized composite panel manufacture.%大型整体化的复合材料壁板会起到较好的减重效果,明显提升飞机的整体效能,简化装配工艺.大尺寸共固化的复合材料制件铺层结构复杂,传统成型工艺难度大,质量稳定性差,组合元件形位尺寸有偏差.随着设计制造一体化(DFM)理念的出现,先进数字化制造技术在复合材料零件制造方面的应用很好地解决了大尺寸复合材料壁板类零件制造的难题.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】5页(P105-109)【关键词】设计制造一体化;自动铺带;加热预成型;激光定位组合【作者】李林【作者单位】航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳 110850【正文语种】中文相较金属材料，复合材料有较好的比刚度、比强度、耐疲劳、抗冲击、耐腐蚀性能。
复合材料的制备及应用分析复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的一种新型材料，它是一种将不同的材料进行合理地组合，以形成想要的特殊性能的新材料。
复合材料可以是纤维增强塑料，碳纤维增强复合材料等，由于其具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性、低密度等特点，已被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域，成为现代工业技术的重要组成部分。
一、复合材料制备技术复合材料的制备涉及到多种技术，其中包括纤维增强塑料成型、层板成型、铸造、钣金成型、注塑成型等多种方式。
其中，纤维增强塑料成型技术是一种应用最为广泛的制备技术。
1、手层叠加法手层叠加法是最简单的复合材料制备工艺，通常通过将预浸渍的纤维层一层层地叠加在模具中来制作成型件。
手层叠加法可以利用复合材料的线性材料特性，或选择适当的层厚度、叠加方向和纤维性质，从而获得所需的强度和刚度。
2、自动化层叠加法自动化层叠加法的原理与手层叠加法相同，但它使用的是自动化设备，其实现方式可以是各种，包括将预浸渍的纤维层喷涂到热压模具上、利用熔体将预先切割好的纤维增强材料纤维融合、自动化激光或者机械加工预渲染的纤维增强塑料等等。
3、自动化成型法自动化成型法是通过自动化设备将预先切割好的复合材料放入热压模中，进行成型制造的技术。
利用热和压力，这种技术可以在短时间内形成无缝的结构件。
自动化成型法广泛应用于大型、复杂的结构件，包括飞机翼、机身等。
4、预浸型复合材料预浸型复合材料是一种制造复合材料的高效技术。
它通常是通过将预先浸渍过的纤维加固材料与之结合，然后将其固化，使得它失去一部分基成分，获得更高的耐腐蚀性和高强度。
与先进的手工布置系统相比，预浸型复合材料的生产效率更高。
二、复合材料的应用领域由于复合材料具有高强度、高刚度、耐腐蚀性和较低的密度等特点，它被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域。
1、航空工业由于复合材料具有优异的强度和轻量化的特点，它已被广泛应用于航空工业的制造中，包括飞机和航天器的结构，发动机等。
复合材料模具制造技术研究进展与应用前景复合材料模具制造技术是一种结合了高分子材料和传统模具制造技术的新型模具制造技术。
它具有独特的优势和潜力，在各个领域都有着广泛的应用前景。
本文将就复合材料模具制造技术的研究进展和应用前景进行探讨。
复合材料是由两种或两种以上的材料通过某种方法组合而成的材料，其中一种为增强材料，一种为基体材料。
增强材料可以提高基体材料的强度和刚度，从而使复合材料具有优异的性能。
复合材料模具制造技术利用复合材料的优异性能，结合传统模具制造技术的工艺流程和工具设备，可以制造出具有高精度、高强度和复杂形状的模具。
研究进展方面，目前复合材料模具制造技术已经在多个领域取得了重要的突破。
首先，在航空航天领域，复合材料模具制造技术可以用于制造飞行器的复材结构零部件。
由于复合材料具有高强度、低密度和独特的耐腐蚀性能，可以有效提高飞行器的性能。
其次，在汽车工业领域，复合材料模具制造技术可以用于制造汽车的车身和零部件。
与传统金属模具相比，复合材料模具具有更高的强度和刚度，可以减轻汽车整车的重量，提高燃油效率。
此外，在电子电器领域，复合材料模具制造技术可以用于制造微电子器件的封装和连接器件。
利用复合材料的优异性能，可以提高微电子器件的性能和可靠性。
应用前景方面，复合材料模具制造技术具有广阔的市场前景和应用前景。
首先，随着航空航天工业和汽车工业的快速发展，对于高精度、高强度和复杂形状的模具需求不断增加。
传统的金属模具制造技术在满足这些需求方面存在困难，而复合材料模具制造技术可以很好地解决这一问题。
其次，随着电子电器产品的普及和更新换代，对于微电子器件封装和连接器件的需求也在不断增加。
复合材料模具制造技术可以满足这一需求，提高微电子器件的性能和可靠性。
此外，复合材料模具制造技术还可以应用于其他领域，如医疗器械、建筑材料和能源装备等。
综上所述，复合材料模具制造技术是一种结合了高分子材料和传统模具制造技术的新型模具制造技术。
复合材料的制造技术和应用近年来，复合材料在各个领域中的应用越来越广泛，成为工业领域的一项重要技术。
复合材料是一种由两种或两种以上不同种类的材料复合而成的新型材料，具有很好的物理性能和机械性能。
下面将从制造技术和应用两方面来详细介绍复合材料。
一、复合材料的制造技术复合材料的制造技术种类繁多，主要包括手工制作、压塑、注塑和自动化制造。
1.手工制作手工制作是最简单的一种制造技术，主要适用于小型的复合材料制品的生产。
利用人工将复合材料制品逐步制作而成。
这种方法的好处在于工具简单，能够节省一部分生产成本。
2.压塑压塑是一种主要适用于大型的复合材料制品的生产。
与手工制作相比，它具有更高的效率，可以大量生产相同尺寸的制品。
压塑的过程需要先将树脂和被强化材料固化在一起，随后把这个材料片放入压力机中，在高温下进行热压处理。
这样的操作既能保证复合材料固化的程度，还能确保材料的厚度与密度的均匀性。
3.注塑注塑是一种先进的复合材料制造技术。
这种方法适用于制作异形及精密方法等需要高精度的产品，如桥梁、飞机和汽车等。
制造工艺是在高温下将树脂和被强化材料混合，然后将其注塑到模具中，在压力和温度下进行变形。
这个过程可以使复合材料被铸造成为具有良好机械性能和高耐用性的成品。
4.自动化制造自动化制造技术被广泛应用于大型企业中。
这种方法利用机械化设备，对复合材料的生产制造进行自动化处理。
同样的，这个过程可以确保高品质的制品。
它通常使用在生产复材船体、飞机翼和汽车车架等大型复合材料制品。
二、复合材料的应用复合材料适用于广泛的应用领域，包括汽车、航天、建筑、体育设备和船舶等。
1.汽车工业在汽车制造中，复合材料被用来制造一些轻型件，如车顶、车身和车门等。
复合材料的轻量化和高强度的特性可以获得更好的动力输出效果，使得汽车更加经济和环境友好。
2.航天工业复合材料在航天工业中的应用领域也很广泛。
它们可以用于制造火箭、卫星和飞机部件等。
复合材料具有轻重比优良和耐高温性能特性，在航空航天领域中能够更加突出 advantages。
复合材料的案例分析和经验总结复合材料是指由两种或以上不同材料组合而成的材料，该材料具有多种材料的优点，形成了新材料，被广泛应用于各行各业，比如航空、汽车、工业等领域。
本文将介绍常见的几种复合材料的案例分析和经验总结。
1. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高性能、高强度的材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点。
它的应用领域非常广泛，如飞机、汽车、运动器材等。
在飞机制造中，碳纤维复合材料的应用非常重要。
例如，空客A350 XWB飞机中，碳纤维复合材料占总重量的53%。
碳纤维复合材料制造的飞机拥有更高的强度和更轻的重量，这样可以大大减少燃料消耗和碳排放。
碳纤维复合材料的制造工艺是关键。
常见的制造工艺有手工层叠、自动化层叠、环绕绕制等方法。
对于制造工艺来说，需要注意以下几个方面：1.1 材料预处理碳纤维复合材料制造前需要对材料进行预处理。
这包括去除残留物、对齐纤维以及涂上树脂等。
这一步对于制造质量的影响非常大，如果做不好，将会导致制造出的复合材料质量不稳定。
1.2 模具制造在制造碳纤维复合材料时，需要使用模具。
模具的制造也非常重要，因为这将影响到最终产品的尺寸精度和表面质量。
常见的模具制造材料包括硬质合金、光纤增强塑料等。
1.3 层叠技术在制造过程中，材料需要进行层叠。
这需要先根据产品要求制定设计图纸，然后按照图纸进行材料层叠。
常见的层叠技术包括手工层叠、自动化层叠和环绕绕制等。
碳纤维复合材料制造的过程中需要注意的细节非常多，只有完善了这一步骤，才能保证最终产品质量。
2. 玻璃钢复合材料玻璃钢复合材料是由玻璃纤维和树脂制成的材料，它具有尺寸稳定性好、耐腐蚀、绝缘等特点，广泛应用于水处理、化工、环保等行业。
在玻璃钢制品制造中，制品的厚度是一个关键的参数。
如果制品的厚度过小，则制品易断裂；如果制品的厚度过大，则会降低制品的拉伸强度和抗冲击强度。
因此，在制造过程中，需要严格控制厚度。
玻璃钢制品的表面处理也非常关键。
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
复合材料先进制造技术分析复合材料已成为与钛合金、铝合金、合金钢并驾齐驱的四大航空结构材料之一（在 B787 结构上的用量达总重的 50%，A350XWB 结构上的用量达总重的 52%[1]），其中应用最为广泛的仍然是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维等高性能纤维增强的先进树脂基复合材料（以下简称先进复合材料）。
基于先进复合材料的反应特性和满足先进复合材料构件内部质量的特定需求，在先进复合材料构件成型过程中，需要加热、加压和抽真空等外在工艺条件。
先进复合材料特别突出的成型特点就是材料成型和构件成型最终同时完成，这就决定了先进复合材料构件的形位精度主要依靠模具工装来保证，而且模具材料和模具结构必须满足易于传热、传压和真空完整性好等要求，随着市场对先进复合材料产品质量、性能、成本、周期等要求的不断提高，促进了先进复合材料工艺技术及其模具和工装技术不断创新发展[1]。
1模具设计与制造技术在CAD技术发展的推动下，复合材料成型模具和工装广泛采用数字化设计技术，许多常用的结构采用模块化和参数化设计，以提高设计效率。
复合材料模具与常规钣金成型模具的不同之处在于：对累积公差的要求更加严格；模具与零件贴合面尺寸的差异取决于模具的类型和热膨胀特性；复合材料零件的最后尺寸是基体最高固化温度下的尺寸[1]。
在进行模具设计时，重点要考虑热匹配问题，钢和铝的热膨胀系数比大多数碳/石墨复合材料约大出一个数量级，当从固化峰值温度向下冷却时，金属模具的收缩会在构件中引起严重的残余应变或固有应变。
在进行模具设计时，如果不能通过尺寸修正，则需要使用热膨胀系数较低的复合材料模具。
对于简单的角度回弹问题，在模具设计时，预先把回弹角考虑进去，即制件夹角加上回弹角等于模具的角度，使制件脱模回弹后符合工艺数模要求。
对于复杂的制件，采用CAE技术模拟分析模具和工装的结构刚度、热膨胀、温度场分布等效果，为模具温度补偿和回弹修正设计提供依据[2]。
1.1基于成型工艺条件的模具无论是先进热固性树脂基复合材料，还是先进热塑性树脂基复合材料，其成型过程都需要施加外界压力的压实过程，以排出构件中的空气、压实空隙并实现增强纤维的均匀分布。
施加外界压力有几种工艺方式：（1）构件的一面为刚性模具，另一面为依赖气体或液体传压的弹性模具（例如传统热压罐工艺，见图1）或依赖机械传压的刚性模具（例如传统模压工艺，见图2），这是最常用的方式；（2）以热胀材料为芯模，刚性材料为阴模，构件置于芯模和阴模之间，这种方式用于 DC-10 飞机方向舵后上段和海豚直升机的水平尾翼；（3）以热膨胀系数高的材料为芯模，热膨胀系数低的材料为阴模，构件置于热膨胀系数差异比较大的芯模和阴模之间；（4）以刚性材料为芯模，热收缩材料为包覆袋，构件置于热膨胀系数差异比较大的芯模和包覆袋之间。
图1 传统热压罐工艺图2 传统模压工艺示意图不管是热固性树脂基复合材料固化，还是热塑性树脂基复合材料熔化，都需要加热以达到合适的成型温度。
复合材料构件的成型模具应当满足加热构件的升温效率和构件温度场分布的均匀性，这种模具按加热方式来划分有几种结构形式：（1）以加热的空气或者惰性气体为传热载体，对“蛋框式”模具加热（以对流换热方式为主，温度较高时热辐射占的份额也比较大），（2）把热电阻和循环水管直接埋入成型模具中，传热方式以热传导为主[3]。
降低先进复合材料构件的空隙率，需要提供合适的真空度工艺条件。
目前工程上提供真空的方式大致有：（1）用腻子密封好的一次性使用真空袋连接真空贮气罐，贮气罐与真空泵相连或者真空袋与真空泵直接相连；（2）用可多次重复使用的真空袋连接真空贮气罐，贮气罐与真空泵相连或者真空袋与真空泵直接相连，如图3所示。
图3 复合材料真空袋1.2 基于构件成型质量的模具在先进复合材料构件的成型过程中，如果模具材料与复合材料的热膨胀系数不匹配，就会对构件的成型质量产生明显影响。
第一，成型过程要经历升温、保温和降温阶段，复合材料与模具热膨胀系数不匹配会使构件与模具接触区域由于摩擦力而产生固化变形。
第二，在降温过程中模具比复合材料构件收缩量大很多，带有型面的构件会在制造过程中产生损伤。
第三，在升温过程中，复合材料构件尺寸随着模具的热膨胀而变化；在保温过程中，复合材料构件尺寸变化比较小；在降温过程中，复合材料构件尺寸随着模具的热收缩而变化；在整个热历程中，如果模具材料与复合材料的热膨胀系数不匹配，复合材料构件的尺寸偏差会比较大。
因此，先进复合材料构件（特别是大型、复杂构件）成型模具应尽可能选用热膨胀系数与复合材料相近的材料，如殷钢、碳泡沫、碳毡等[4]。
1.3模具结构形式复合材料成型工艺方法较多，相应的模具结构形式多种多样，先进复合材料成型模具结构形式主要分为如下几类：（1）框架式模具为了增强模模具局部和整体刚度，提高模具型面加热效率，减少模具变形，采用隔栅结构，设计制造模具骨架，框架式模具的结构复杂，由与制件直接接触的型面及格栅结构的支撑框格组成，且设有通风口及均风孔，同时型面形状随成型制件的形状变化[5]。
图4为框架式模具实物照片。
图4 框架式模具（2）整体式模具对较小尺寸的复材制件，或采用石墨等材料制造模具时，可采用整体式模具，便于机械加工。
如整体石墨模具：具有热膨胀系数低、热导率高、热容量低和尺寸稳定的优点。
缺点主要有升温慢和易碎，通常需要表面涂层。
（3）组合式模具组合模具通常采用金属制造，主要用于压机成型、模压成型、树脂传递模塑成型和注射模成型。
组合模通常由上下两个半模构成，其加热方式可以通过模具的上下压盘传导加热，也可以通过附近的热源给模具加热，或内置的模具加热系统加热。
液态成型技术包括了树脂转移模塑(RTM)，及由RTM发展出来的真空辅助成型(VARTM)，树脂模溶渗成型(RFI)等。
RT M模具结构通常分为三部分，一部分为型体，其余二部分为两个端盖，对形状复杂的或尺寸大的制品可将型体部分再分割组合，分型面分别做出凸舌与凹沟，并在两个端盖处设计注射口及排气口，同时考虑树脂分流道。
如图5。
图5组合式模具（4）自容式模具系统自容式模具系统，加热和加压是模具的一部分，热源可以是电、热油或蒸汽，能够解决一些热压罐的不足之处，可以用来生产大于现有设备的零部件，且具有成本低、升压速度快、温度控制精确的优点[6]。
如图6。
图6 自容式模具（5）弹性体模具弹性体模具系统，用于整体加强壁板的共固化制造中，可成型如方向舵、水平安定面、扰流板、副翼以及小型翼盒等盒形结构。
弹性体模具系统的一个变种是膨胀芯模或气囊芯模。
用外面的充气源给它们充气使其膨胀，并将压力传递到层合板的表面。
（6）易变形模具易变形模具是指这种模具在某一种物理状态下保持一定模具形状，在另一种物理状态下变成另外的模具形状。
比较有代表性的易变形模具是形状记忆高分子模具，这种模具通常由记忆成型构件原始形状的固定相和随温度变化能发生可逆软化与硬化变化的可逆相组成。
固定相的作用是记忆与回复成型构件原始形状，而可逆相的作用则是发生与固定形变，国外已有研究把形状记忆高分子模具用于缠绕成型 S 形复合材料构件[7]。
（7）连续成型模具主要有拉挤成型模具和挤压成型模具。
拉挤加工过程是将浸有树脂的纤维连续通过一定型面的加热口模，挤出多余的树脂，在牵引条件下进行固化。
连续挤压是一种多工步过程，其成型模具为组合式，多运动部件组成。
首先多层热塑性带在模具中加热并压成层合板，而后将层合板压入成型模具并加热压成所需截面的型材，最后将型材通过连续压模压成所需的弯曲形状，这种方法可以成型弯曲甚至扭转和变截面的型材零件，是一种新型的成型工艺。
如图7。
图7连续挤压成型弯曲型材（8）易溶模具指采用在某种溶剂中易于溶解的材料运用浇铸法或模压法制成空心或实心的模具。
复合材料构件依赖这种模具成型后，从开口处通入合适温度的溶剂，使模具材料溶解进而从构件中流出，流出的溶体和砂子经清理后可重复使用。
比较有代表性的是用水做溶剂，即水溶性模具，国外已有把水溶性模具用于共固化成型复合材料副翼的研究。
低溶盐和石膏是常用的芯模材料。
另外，水溶性型芯材料也可由粘结剂和陶瓷填料组成，粘结剂为有机高分子材料，具有脱水固化、遇水溶解的可逆特性；陶瓷填料由氧化铝和高岭土组成，陶瓷料浆的固相体积分数使粘结剂具有良好的水溶性和高的热分解温度[8]。
如图8。
图8易溶模具复合材料模具多采用碳纤维或玻璃纤维复合材料制成，模具的热膨胀系数与成型构件的热膨胀系数大致相匹配，很好的保证了产品尺寸和型面精度，且模具重量轻。
缺点是模具的制造工艺复杂、表面密封性较差、表面硬度较低、与金属模具相比使用寿命较短，且制造成本高。
2工装设计与制造技术复合材料制造工装在航空航天制造中往往默默无闻，然而复合材料结构件的质量以及制造成本却与其密切相关，因此实际上工装扮演了幕后英雄的角色。
理想的复合材料制造工装特点应该是高精度、高刚度、便于使用，抗高压、无渗漏，不损坏零件，尤其重要的两点是工装材料与零件材料的热膨胀系数匹配以及成本低廉。
通用的工装材料主要有铝、钢、殷钢、环氧树脂基复合材料、双马树脂基复合材料和石墨或碳纤维复合材料，其中殷钢和复合材料本身因其较低的热膨胀系数，非常适合航空航天结构件制造，但其制造成本和固化能耗往往不够理想。
目前在航空航天复合材料制造领域，针对热压罐固化和非热压罐固化，国外发展出了多种新工装材料和新工装技术，以改进工艺、减少时间、降低能耗、节约成本。
2.1低成本金属工装殷钢是Invariable Alloy的简称，是铁与镍等稀有金属制成的含有33%左右镍的一种合金，主要的特征是在加热时膨胀系数很小，仅为2.20×10-6(/℃)，远低于已知的任何一种金属的膨胀系数，只相当于碳钢膨胀系数的1/6，且经适当的回火、压延和旋展后，可均匀地保持近零的膨胀系数。
它从根本上克服了碳钢受热易变形的弱点。
殷钢主要有殷钢36（含36%的镍）或殷钢42（含42%的镍），是一种低碳奥氏体合金钢，其热膨胀系数与复合材料相匹配[9]，图9为殷钢制造工装。
图9 殷钢制造工装殷钢具备现有金属和合金中最低的热膨胀系数，是重要的工装材料，而且持久性良好；不过，它很重很贵很难移动，而且整体加热和冷却的周期非常长。
诺·格公司和美国 ATK 公司在 F-35 的制造中以及A350 和 787 的机翼与大部分机身制造都中使用了海岸复合材料公司提供的这种殷钢，比如用于 F-35 机翼整体上蒙皮验证件制造的芯轴；庞巴迪公司C 系列飞机的机翼工装验证件，但造价昂贵。
为此，飞机制造商和工装供应商除了研究更轻质、更廉价的殷钢工装设计和制造工艺外，还在探索使用便宜的铝等金属以达到殷钢的效果。
2.2先进复合材料工装工装重量影响铺放和热压罐成形，由于重量等同于热质量，重的工装在热压罐中需要更长时间达到固化温度和冷却，用复合材料来制造复合材料制造工装就会减少重量和热质量，它们一般比同样的殷钢工装轻 40%，因此在大型结构件制造中受到越来越多的重视。
