復(fù)合材料工藝仿真的案例
復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造一體化仿真
【線上＋線下】第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真培
訓(xùn)
復(fù)合材料力學(xué)
復(fù)合材料力學(xué)
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)部門定義的產(chǎn)品信息， 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)部門進(jìn)行復(fù)合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。
為了普及復(fù)合材料成形工藝仿真分析技術(shù)，復(fù)合材料力學(xué)公眾平臺(tái)將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝 仿真培訓(xùn)班，此期培訓(xùn)主要通過“理論+實(shí)操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對(duì)連續(xù) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預(yù)浸料的模壓成型仿真， 液 態(tài)模塑RTM成型仿真，熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC）模壓成型
仿真。同時(shí)為了拓展復(fù)合材料制件設(shè)計(jì)制造一體化的全流程仿真，增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)操培訓(xùn)和ABAQUS的制件強(qiáng)度校核簡(jiǎn)單實(shí)操培訓(xùn)。
展開 從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證：2天攻克PAM-COMPOSITE核心工藝仿真
PAM-COMPOSITE是一款專業(yè)的復(fù)合材料制造工藝仿真軟件， 能夠?yàn)橛脩籼峁?完整的設(shè)計(jì)、工藝仿真、性能預(yù)測(cè)解決方案，幫助用戶快速進(jìn)行加工和設(shè)計(jì)，分
析和糾正可能通過制造工藝引入的缺陷， 支持預(yù)測(cè)連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性/ 熱塑性 樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件在制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和變形，幫助用戶最小化生產(chǎn) 風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
根據(jù)復(fù)合材料成型工藝開發(fā)的難點(diǎn)， 為了進(jìn)一步增強(qiáng)工藝開發(fā)人員技術(shù)攻關(guān)能 力。結(jié)合當(dāng)前數(shù)值仿真技術(shù)在復(fù)合材料開發(fā)中的重要作用，復(fù)合材料力學(xué)微信公 眾平臺(tái)特邀了長期從事PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真的老師， 推出 了PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真課程。
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)部門定義的產(chǎn)品信息， 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)部門進(jìn)行復(fù)合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。
展開 從航空航天到風(fēng)電葉片，且看RTM工藝全流程仿真
RTM 工藝與樹脂直 接灌注技術(shù)的應(yīng)用，是風(fēng)電葉片制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，可生產(chǎn)出強(qiáng)重比優(yōu)異、成型周期更短 的風(fēng)機(jī)葉片。
樹脂傳遞模塑成型工藝帶來的高一致性與可重復(fù)性，能夠幫助制造商滿足嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保 每一片葉片都能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能，同時(shí)提升整體產(chǎn)能。
國防軍工制造領(lǐng)域的 RTM 工藝
從防彈裝甲、抗爆結(jié)構(gòu)件，到頭盔與特種車輛部件，RTM 工藝在高性能復(fù)合材料的制造中發(fā)揮 著關(guān)鍵作用，生產(chǎn)出的制品可耐受沖擊、溫度波動(dòng)及各類極端工況。
憑借耐用性、精準(zhǔn)度與設(shè)計(jì)靈活性的完美結(jié)合，樹脂傳遞模塑成型工藝正逐漸成為現(xiàn)代軍工領(lǐng)域 中一種極具價(jià)值的復(fù)合材料生產(chǎn)方法。
若您對(duì)復(fù)合材料工藝仿真感興趣，歡迎加入復(fù)合材料工藝仿真技術(shù)交流群
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展開 復(fù)合材料帽形梁RTM工藝仿真解決方案
復(fù)合材料帽形梁RTM工藝仿真解決方案
關(guān)鍵詞：RTM；固化變形；有限元分析；ESI
摘要：纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比模量高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性和耐腐蝕性好以及便于整體成型等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于航空航天、建筑、汽車、艦船、體育器材等領(lǐng)域。復(fù)合材料制品的性能很大程度上依賴于其制造工藝。樹脂傳遞模塑（Resin Transfer Molding, RTM）因其具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的主要制備技術(shù)之一。本文針對(duì)帽形梁，采用ESI的復(fù)合材料RTM工藝分析軟件對(duì)其進(jìn)行RTM工藝仿真，預(yù)測(cè)其成型性能、填充過程、固化過程以及固化變形量，從而對(duì)工藝方案改進(jìn)、模具修改提供依據(jù)。結(jié)果表明，ESI公司的RTM工藝解決方案可以很好的描述RTM工藝過程，包括預(yù)成型體的鋪覆過程，樹脂的流動(dòng)過程、樹脂的固化過程、復(fù)合材料制件的固化變形。
1 引言
樹脂基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度，抗疲勞、耐腐蝕、成形工藝性好以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為飛機(jī)、汽車、機(jī)械、電子產(chǎn)品的重要結(jié)構(gòu)材料之一，并且使用比例逐年增加。比如，波音787復(fù)合材料用量高達(dá)50%，空客A350XWB復(fù)合材料用量高達(dá)53%，BMW i3復(fù)合材料用量高達(dá)49.41%，西門子生產(chǎn)出75米長的碳纖維葉片等等。隨著黑車身BMW i3的上市以及即將上市的BMW i8的推出，汽車行業(yè)成為復(fù)合材料市場(chǎng)增長的主要驅(qū)動(dòng)力。
樹脂傳遞模塑技術(shù)(Resin Transfer Molding, RTM)是一種以低壓、密閉容器制造的復(fù)合材料生產(chǎn)方法，先將纖維、增強(qiáng)材料等放置于模具中，密閉之后以低壓注入樹脂，等樹脂反應(yīng)硬化后，打開模具將成品取出。
展開 
使用機(jī)器學(xué)習(xí)提升復(fù)合材料加工模擬速度1000~10000倍
復(fù)合材料工藝仿真中引入使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)有限元模型快1000 到 10000 倍的速度增益，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)合材料部件進(jìn)行近乎實(shí)時(shí)的仿真。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工是一個(gè)復(fù)雜的多物理場(chǎng)問題，涉及傳熱和傳質(zhì)、熱化學(xué)相變以及高度非線性和時(shí)間相關(guān)的粘彈性應(yīng)力發(fā)展。為了降低制造風(fēng)險(xiǎn)和總體生產(chǎn)成本，減少缺陷，復(fù)合材料制造企業(yè)更越來越重視加工過程的模擬，而不是依賴專有技術(shù)和試錯(cuò)法。
這種數(shù)字化方法在以前通常使用通用商用有限元 來進(jìn)行仿真分析，例如 ABAQUS、 ANSYS、 COMPRO等，都可以用于表示加工過程中復(fù)合材料性能的復(fù)雜演變。這種方法依賴于對(duì)受到對(duì)流加熱的零件和模具進(jìn)行昂貴的三維有限元分析。在初步設(shè)計(jì)階段，需要多次設(shè)計(jì)迭代才能最終確定零件厚度、鋪層、固化周期以及模具材料和幾何形狀等細(xì)節(jié)。對(duì)于給定的大型部件，例如復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮，使用三維有限元模擬的分析可能需要數(shù)周時(shí)間才能完成。
為了加速該過程的模擬，可以在初步設(shè)計(jì)階段使用降階有限元代替 3D 有限元。例如，對(duì)于薄復(fù)合材料零件的熱化學(xué)分析，用1D有限元分析可以很好地近似于零件的 3D 響應(yīng)，并且可以將復(fù)雜零件劃分為特定的區(qū)域以執(zhí)行多個(gè) 1D 有限元分析，而不是對(duì)整個(gè)零件進(jìn)行完整 的3D有限元分析，因此可以加快初步設(shè)計(jì)階段的過程模擬。
然而，這種方法存在計(jì)算速度-保真度之間的矛盾權(quán)衡。且從初步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向詳細(xì)設(shè)計(jì)階段時(shí)，仍需要完成大量 的3D有限元模擬。即使使用支持降階過程模擬的軟件，例如 Convergent Manufacturing Technologies 的復(fù)合材料可生產(chǎn)性評(píng)估 - 熱分析 (CPA-TA)，大型復(fù)合材料組件的模擬仍需要幾分鐘到一個(gè)小時(shí)。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | Digimat在電池殼體SMC復(fù)合材料成型工藝中的應(yīng)用
SMC在電車電池殼體中的力學(xué)分析結(jié)構(gòu)
#03「 應(yīng)用價(jià)值 」
利用Digimat與工藝軟件、有限元仿真分析軟件的聯(lián)合仿真，實(shí)現(xiàn)了含有各向異性纖維的復(fù)合材料車身結(jié)構(gòu)件的仿真分析。從材料微觀結(jié)構(gòu)，制造工藝，結(jié)構(gòu)件仿真全方面精確模擬不同條件下SMC車身結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能，幫助企業(yè)優(yōu)化工藝，節(jié)省材料損失，縮短研發(fā)時(shí)間，達(dá)到降本增效的目的。
復(fù)合材料工藝簡(jiǎn)述
復(fù)合材料成型工藝概述
復(fù)合材料成型工藝是復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)和條件。隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，復(fù)合材料工業(yè)得到迅速發(fā)展，其老的成型工藝日臻完善，新的成型方法也不斷涌現(xiàn)，目前復(fù)合材料的成型方法大概有以下工藝在國內(nèi)廣泛地用于工業(yè)化生產(chǎn)，如：
（1）手糊成型工藝；
（2）噴射成型工藝；
（3）澆鑄成型技術(shù)；
（4）定長纏繞制管工藝；
（5）連續(xù)纏繞制管工藝；
（6）拉擠成型工藝；
（7）袋壓法（壓力袋）；
（8）片狀模壓成型工藝（SMC）；
（9）團(tuán)裝模壓成型工藝（BMC）；
（10）熱塑性片狀模塑料制造技術(shù)（GMT）；
（11）真空袋壓成型（真空導(dǎo)流工藝）；
（12）樹脂傳遞模塑成型技術(shù)（rtm）；
（13）真空輔助輕質(zhì)rtm（L-RTM）
（14）其他成型工藝（略）。
從以上工藝的排列順序來看，復(fù)合材料成型所用模具由開放式到半開放逐步向封閉的轉(zhuǎn)變過程。根據(jù)不同產(chǎn)品特性，視所選用的樹脂基體材料的不同，進(jìn)而選擇不同的成型工藝，上述復(fù)合材料液體閉模成型工藝共同特點(diǎn)：
（1）材料制造與制品成型同時(shí)完成 一般情況下，復(fù)合材料的生產(chǎn)過程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在造反材料、設(shè)計(jì)配比、確定纖維鋪層和成型方法時(shí)，都必須滿足制品的物化性能、結(jié)構(gòu)形狀和外觀質(zhì)量要求等。
展開 復(fù)合材料成型工藝技術(shù)方法
復(fù)合材料成型工藝是復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)和條件。隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，復(fù)合材料工業(yè)得到迅速發(fā)展，老的成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現(xiàn)，目前聚合物基復(fù)合材料的成型方法已有20多種，并成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。如：
（1）手糊成型工藝--濕法鋪層成型法；
（2）噴射成型工藝；
（3）樹脂傳遞模塑成型技術(shù)（RTM技術(shù)）；
（4）袋壓法（壓力袋法）成型；
（5）真空袋壓成型；
（6）熱壓罐成型技術(shù)；
（7）液壓釜法成型技術(shù)；
（8）熱膨脹模塑法成型技術(shù)；
（9）夾層結(jié)構(gòu)成型技術(shù)；
（10）模壓料生產(chǎn)工藝；
（11）ZMC模壓料注射技術(shù)；
（12）模壓成型工藝；
（13）層合板生產(chǎn)技術(shù)；
（14）卷制管成型技術(shù)；
（15）纖維纏繞制品成型技術(shù)；
（16）連續(xù)制板生產(chǎn)工藝；
（17）澆鑄成型技術(shù)；
（18）拉擠成型工藝；
（19）連續(xù)纏繞制管工藝；
（20）編織復(fù)合材料制造技術(shù)；
（21）熱塑性片狀模塑料制造技術(shù)及冷模沖壓成型工藝；
（22）注射成型工藝；
（23）擠出成型工藝；
（24）離心澆鑄制管成型工藝；
（25）其它成型技術(shù)。
視所選用的樹脂基體材料的不同，上述方法分別適用于熱固性和熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)，有些工藝兩者都適用。
復(fù)合材料制品成型工藝特點(diǎn)：與其它材料加工工藝相比，復(fù)合材料成型工藝具有如下特點(diǎn)：
（1）材料制造與制品成型同時(shí)完成
一般情況下，復(fù)合材料的生產(chǎn)過程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在選擇材料、設(shè)計(jì)配比、確定纖維鋪層和成型方法時(shí)，都必須滿足制品的物化性能、結(jié)構(gòu)形狀和外觀質(zhì)量要求等。
展開 熱塑性復(fù)合材料成型工藝
工藝過程
FRTP的生產(chǎn)方法得到了很快發(fā)展：注射、擠出、模壓、纏繞、RTM等都可以生產(chǎn)FRTP。
為解決浸漬問題，熱塑性復(fù)合材料通常采用預(yù)浸漬的方式，將樹脂與纖維混合，制備成粒料，片材等半成品材料。再根據(jù)不同的工藝要求成型。
熱塑性復(fù)合材料原料及工藝過程
FRTP的原材料種類與纖維長度形態(tài)關(guān)系
FRTP粒料的制備方法
?增強(qiáng)粒料的制造要求：
① 玻璃纖維能均勻地分散于樹脂之中。
② 玻璃纖維與樹脂應(yīng)盡可能包覆或粘結(jié)牢固。
③ 制造過程中應(yīng)盡可能減少對(duì)玻璃纖維的機(jī)械損傷，盡可能減少對(duì)樹脂分子的降解。
?熱塑性增強(qiáng)塑料粒料的分類：
短纖維型（分散型增強(qiáng)粒料）：指玻璃纖維和高分子樹脂通過混煉，在此過程中玻璃纖維被折斷，以長度為O.25～O.5 mm的短玻璃纖維形式，均勻地分散于樹脂中，適宜于柱塞式注射成型機(jī)用(當(dāng)然也可以用于螺桿式注射成型機(jī))。
? 短纖維型增強(qiáng)粒料是為解決高熔融粘度樹脂的長纖維型粒料因纖維在樹脂中分散不好易引起制品性能和外觀不
理想而產(chǎn)生。
? 短纖維型粒料具有較好的成型加工性和表面平滑性，用柱塞式和螺桿式注射成型機(jī)均可成型。但纖維在造粒時(shí)磨損嚴(yán)重、長度短，制品強(qiáng)度不高；由于短纖維型粒料的加工流動(dòng)性較好，適合于制造壁薄和形狀復(fù)雜的制品
短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法
(1)短切纖維原絲單螺桿擠出法
工藝：將短切GF原絲與樹脂按設(shè)計(jì)比例加入到單螺桿擠出機(jī)中混合、塑化、擠出條料、冷卻后切粒。對(duì)于粒料樹脂，要重復(fù)2～3次才能均勻。對(duì)于粉末狀樹脂，則可一次性擠出造粒。
展開 何為復(fù)合材料閉模成型工藝？
所謂閉模成型工藝就是在陰、陽模閉合的情況下成型復(fù)合材料構(gòu)件的工藝方法。SMC、BMC模壓、注射成型、RTM、VEC等等技術(shù)都屬閉模成型工藝。由于環(huán)境法的制定和對(duì)產(chǎn)品要求的提高使敞模成型復(fù)合材料日益受到限制，促使了閉模成型技術(shù)的應(yīng)用，近年來尤其促進(jìn)了RTM技術(shù)的革新和發(fā)展。
RTM是指低粘度樹脂在閉合模具中流動(dòng)、浸潤增強(qiáng)材料并固化成形的一種工藝技術(shù)，屬于復(fù)合材料的液體成形或結(jié)構(gòu)液體成形技術(shù)范疇。其具體方法是在設(shè)計(jì)好的模具中，預(yù)先放入經(jīng)合理設(shè)計(jì)、剪裁或經(jīng)機(jī)械化預(yù)成形的增強(qiáng)材料，模具需有周邊密封和緊固，并保證樹脂流動(dòng)順暢；閉模后注入定量樹脂，待樹脂固化后即可脫模得到所期望產(chǎn)品。
這一工藝有著諸多優(yōu)點(diǎn)，可使用多種纖維增強(qiáng)材料和樹脂體系，有極好的制品表面。適用于制造高質(zhì)量復(fù)雜形狀的制品，且纖維含量高、成型過程中揮發(fā)成分少、環(huán)境污染少，生產(chǎn)自動(dòng)化適應(yīng)性強(qiáng)、投資少、生產(chǎn)效率高。因此，RTM工藝在汽車工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)、機(jī)械設(shè)備、電子產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用。決定RTM產(chǎn)品的首要因素就是模具，由于RTM模具一般采用陰陽模對(duì)合方法，因而想辦法提高陰陽模的表面質(zhì)量和尺寸精度就成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。
1）RTM，樹脂傳遞模塑。該技術(shù)源自聚氨酯技術(shù)，成型時(shí)關(guān)閉模具，向預(yù)制件中注入樹脂，玻纖含量低，約20-45%。
2）VARIT，真空輔助樹脂傳遞注塑。該技術(shù)利用真空把樹脂吸入預(yù)制件中，同時(shí)也可壓入樹脂，真空度約10-28英寸汞柱。
3）VARTM，真空輔助樹脂傳遞注塑。制品孔隙一般較少，玻纖含量可增高。
4）VRTM，真空樹脂傳遞模塑。
5）VIP，真空浸漬法。
6）VIMP，可變浸漬塑法。樹脂借助真空或自重移動(dòng)，壓實(shí)浸漬。
7）TERTM，熱膨脹RTM。在預(yù)制件中插入世材，讓樹脂浸漬并對(duì)模具與成形品加熱。
展開 何為復(fù)合材料閉模成型工藝？
所謂閉模成型工藝就是在陰、陽模閉合的情況下成型復(fù)合材料構(gòu)件的工藝方法。SMC、BMC模壓、注射成型、RTM、VEC等等技術(shù)都屬閉模成型工藝。由于環(huán)境法的制定和對(duì)產(chǎn)品要求的提高使敞模成型復(fù)合材料日益受到限制，促使了閉模成型技術(shù)的應(yīng)用，近年來尤其促進(jìn)了RTM技術(shù)的革新和發(fā)展。
RTM是指低粘度樹脂在閉合模具中流動(dòng)、浸潤增強(qiáng)材料并固化成形的一種工藝技術(shù)，屬于復(fù)合材料的液體成形或結(jié)構(gòu)液體成形技術(shù)范疇。其具體方法是在設(shè)計(jì)好的模具中，預(yù)先放入經(jīng)合理設(shè)計(jì)、剪裁或經(jīng)機(jī)械化預(yù)成形的增強(qiáng)材料，模具需有周邊密封和緊固，并保證樹脂流動(dòng)順暢；閉模后注入定量樹脂，待樹脂固化后即可脫模得到所期望產(chǎn)品。
這一工藝有著諸多優(yōu)點(diǎn)，可使用多種纖維增強(qiáng)材料和樹脂體系，有極好的制品表面。適用于制造高質(zhì)量復(fù)雜形狀的制品，且纖維含量高、成型過程中揮發(fā)成分少、環(huán)境污染少，生產(chǎn)自動(dòng)化適應(yīng)性強(qiáng)、投資少、生產(chǎn)效率高。因此，RTM工藝在汽車工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)、機(jī)械設(shè)備、電子產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用。決定RTM產(chǎn)品的首要因素就是模具，由于RTM模具一般采用陰陽模對(duì)合方法，因而想辦法提高陰陽模的表面質(zhì)量和尺寸精度就成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。
1）RTM，樹脂傳遞模塑。該技術(shù)源自聚氨酯技術(shù)，成型時(shí)關(guān)閉模具，向預(yù)制件中注入樹脂，玻纖含量低，約20-45%。
2）VARIT，真空輔助樹脂傳遞注塑。該技術(shù)利用真空把樹脂吸入預(yù)制件中，同時(shí)也可壓入樹脂，真空度約10-28英寸汞柱。
3）VARTM，真空輔助樹脂傳遞注塑。制品孔隙一般較少，玻纖含量可增高。
4）VRTM，真空樹脂傳遞模塑。
5）VIP，真空浸漬法。
6）VIMP，可變浸漬塑法。樹脂借助真空或自重移動(dòng)，壓實(shí)浸漬。
7）TERTM，熱膨脹RTM。在預(yù)制件中插入世材，讓樹脂浸漬并對(duì)模具與成形品加熱。
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RTM工藝與三維編織復(fù)合材料制造技術(shù)
國內(nèi)RTM工藝起步于20世紀(jì)80年代末期，受當(dāng)時(shí)國際RTM技術(shù)高速發(fā)展的影響，RTM注射設(shè)備和工藝方法一度形成“熱點(diǎn)”。但是由于受當(dāng)時(shí)原材料配套系統(tǒng)不完善和基礎(chǔ)工藝理論研究欠缺的影響，未能形成規(guī)模化生產(chǎn)，大部分設(shè)備都處于閑置狀態(tài)。20世紀(jì)90年代以后，國內(nèi)一些單位（如天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所）積極研究和推廣RTM工藝技術(shù)，從原材料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、表面技術(shù)和基礎(chǔ)理論以及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)等方面，開展了系統(tǒng)的研究工作。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著三維編織技術(shù)的快速發(fā)展，RTM工藝技術(shù)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件和其他軍用設(shè)施和產(chǎn)品上得到了較多應(yīng)用，隨著Light-RTM 和SCRIMOP在游艇和風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用，該類型工藝的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越來越多地得到了大家的認(rèn)可。
RTM工藝特點(diǎn)
RTM工藝一個(gè)重要的發(fā)展方向是大型部件的整體成型。其工藝方法以VARTM、Light-RTM、SCRIMP工藝為代表。RTM工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用涉及多種學(xué)科和技術(shù)，是當(dāng)前國際復(fù)合材料最活躍的研究領(lǐng)域之一。其主要研究方向包括：低粘度、高性能樹脂體系的制備及其化學(xué)動(dòng)力學(xué)和流變特性；纖維預(yù)成形體的制備及滲透特性；成型過程的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)；成型過程的在線監(jiān)控技術(shù)；模具優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；新型工藝設(shè)備的開發(fā)；成本分析技術(shù)等.
RTM以其優(yōu)異的工藝性能，廣泛地應(yīng)用于艦船、軍事設(shè)施、國防工程、交通運(yùn)輸、航空航天和民用工業(yè)等領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)如下：
（1）模具制造和材料選擇靈活性強(qiáng)，根據(jù)不同的生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)備的變化也很靈活，制品產(chǎn)量在1000~20000件/年之間。
（2）能夠制造具有良好表面質(zhì)量、高尺寸精度的復(fù)雜部件，在大型部件的制造方面優(yōu)勢(shì)更為明顯。
展開 制造復(fù)合材料整體機(jī)身新工藝
slit tape-碳纖維無捻紗帶（簡(jiǎn)稱，纖維帶）
來源：中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)
一種新型金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料增材制造工藝
為了解決電子器件的散熱問題，需要先進(jìn)的熱管理材料和制備技術(shù)。其中，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料是目前應(yīng)用最廣泛的熱管理材料之一。這種復(fù)合材料利用金剛石強(qiáng)化相的高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)，以及銅基體材料的優(yōu)異導(dǎo)熱導(dǎo)電性能和良好的機(jī)械加工性能，具有很多優(yōu)勢(shì)。因此，在航空航天、電子器件和國防軍用等高端技術(shù)領(lǐng)域，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料得到了廣泛應(yīng)用。
目前，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備主要采用固態(tài)制備方法和液態(tài)制備方法。這些方法需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，不僅制造成本高，而且制造效率低下。此外，復(fù)合材料樣品的尺寸還受到加工模具和高溫加熱設(shè)備內(nèi)部空間的限制。為了克服上述問題，超聲波增材制造方法成為一種理想的選擇。這種方法屬于低溫制造方法，具有加工溫度低、工藝設(shè)計(jì)自由度高、清潔高效等優(yōu)勢(shì)。通過超聲波增材制造方法，可以降低金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制造成本，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的制造。
02
成果掠影
近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)張洪濤教授和何鵬教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)通過對(duì)金剛石增強(qiáng)相顆粒的表面金屬化處理和空間位置約束，并在超聲波低溫固結(jié)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)了金剛石強(qiáng)化相顆粒在層壓復(fù)合材料中穩(wěn)定存在及其復(fù)合材料的自由成形和加工制備。該研究采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散光譜（EDS）、聚焦離子束（FIB）和高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）分析了cr-金剛石與銅基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和界面構(gòu)型。此外，利用電子后向散射衍射（EBSD）方法評(píng)價(jià)了cr-金剛石顆粒周圍基體的微觀結(jié)構(gòu)演化。結(jié)果表明，鉻-金剛石由于劇烈的塑性變形，與基體形成了良好的固體粘合。Dia/Cu復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為428.07 ± 3.3W/mK，金剛石體積分?jǐn)?shù)為8.8%。
展開 WoundSim2020復(fù)合材料神器，能聯(lián)合abaqus完成各種復(fù)合材料的建模仿真 ￥599
就像WCM插件一樣，生成的Abaqus模型可以直接運(yùn)行，其中包括：
圖層幾何和分區(qū)
清潔儲(chǔ)層網(wǎng)格生成
變換后的材料特性
根據(jù)垃圾箱分配的部分
模擬以驗(yàn)證所有要求的儲(chǔ)層需求：
靜態(tài)和動(dòng)態(tài)爆破壓力
熱膨脹
動(dòng)態(tài)跌落測(cè)試和影響
循環(huán)和疲勞評(píng)估
ABAQUS結(jié)果
WoundSIM具有先進(jìn)的材料特性，可以進(jìn)行先進(jìn)的后處理和復(fù)合材料層故障預(yù)測(cè)。
預(yù)編譯的用戶子例程可訪問高級(jí)輸出，例如
繞組角度，纖維和基體應(yīng)力和應(yīng)變，損傷參數(shù)和復(fù)合材料襯板界面損傷。
WoundSIM到Abaqus的界面提供了許多無縫的后處理功能，例如專用的路徑繪制和輪廓繪制工具，就像WCM插件中包含的那樣。
參數(shù)COPV建模
WoundSIM提供了高級(jí)工程功能和集成算法，從而為復(fù)合材料仿真設(shè)計(jì)人員和模擬工程師提供了多種功能。
下面列出了其中一些功能：
參數(shù)化設(shè)計(jì)能力
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
批處理
儲(chǔ)層幾何靈活性研究
與其他軟件插件的相關(guān)性
高級(jí)模型關(guān)聯(lián)
后處理高級(jí)圖像處理
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