概述

⑴纤维缠绕成型工艺及分类  根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种。

    ①干法缠绕  干法缠绕是采用经过浸胶处理的预浸纱或带，在缠绕机上经加热软化至黏流态后缠绕到芯模上。由于预浸纱（或带）是专业生产，能严格控制树脂含量（精确到2%以内）和预浸纱质量。因此，干法缠绕能够准确地控制产品质量。干法缠绕工艺的最大特点是生产效率高，缠绕速度可达100~200m/min，缠绕机清洁，劳动卫生条件好，产品质量高。其缺点是缠绕设备贵，需要增加预浸纱制造设备，故投资较大，此外，干法缠绕制品的层间剪切强度较低。

    ②湿法缠绕  湿法缠绕是将纤维集束（纱式带）浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上。湿法缠绕的优点为：a.成本比干法缠绕低40%；b.产品气密性好，因为缠绕张力使多余的树脂胶液将气泡挤出，并填满空隙；c.纤维排列平行度好；d.湿法缠绕时，纤维上的树脂胶液可减少纤维磨损；e.生产效率高（达200m/min）。湿法缠绕的缺点为：a.树脂浪费大，操作环境差；b.含胶量及成品质量不易控制；c.可供湿法缠绕的树脂品种较少。

    ③半干法缠绕  半干法缠绕是纤维浸胶后，到缠绕至模芯的途中，增加一套烘干设备，将浸胶纱中的溶剂除去。与干法相比，省去了预浸胶工序和设备；与湿法相比，可使制品中的气泡含量降低。

三种缠绕方法中，可湿法缠绕应用最普遍，干法缠绕仅用于高性能、高精度的尖端技术领域。

⑵纤维缠绕成型的特点

    ①纤维缠绕成型的优点 a.能够按产品的受力状况设计缠绕规律，能充分发挥纤维的强度；b.比强度高，一般来讲，纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比，质量可减轻40%~60%；c.可靠性高，纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产，工艺条件确定后，缠出来的产品质量稳定，精确；d.生产效率高，采用机械化或自动化生产，需要操作工人少，缠绕速度快（240m/min），故劳动生产率高；e.成本低，在同一产品上，可合理配选若干种材料（包括树脂、纤维和内衬），使其在复合，达到最佳的技术经济效果。

    ②缠绕成型的缺点  a.缠绕成型适应性小，不能缠任意结构形式的制品，特别是表面有凹形的制品，因为缠绕时，纤维不能紧贴芯模表面而架空；b.缠绕成型需要有缠绕机、芯模、固化加热炉、脱模机及熟练的技术工人，需要的投资大，技术要求高，因此，只有大批量生产时才能降低成本，才能获得较高的技术经济效益。

⑶缠绕成型技术的发展

    ①缠绕成型技术的现状  自1946年美国发明用连续纤维缠绕成型压力容器方法以来，缠绕成型工艺得到不断的完善和发展。就全世界而言，缠绕成型工艺生产的复合材料制品，已占世界复合材料总产量的8%左右。我国1962~1963年总结出纤维缠绕规律，设计出可缠制各种压力容器的链条式缠绕机，揭开了我国缠绕成型技术的历史。此后，由德国引进大型数控缠绕机，生产火箭发动机壳体和长6m、直径2m玻璃钢贮罐。进入20世纪80年代，先后从意大利、美国、日本等引进了自动化程度较高的微机控制缠绕机，可以生产直径4m、长15m以内的管、罐，引进的现场缠绕机，经研究改造后，可以缠直径20m的立式贮罐。与此同时我国自行设计制造的机械式缠绕机、微机控制自动化程度很高的大型缠绕机和连续缠管机都相继问世，其技术水平在某些地方超过国外进口设备，现已进入国际市场。

    ②纤维缠绕制品开发应用  纤维缠绕制品的开发应用，分为军工和民用两个方面。

    a.应用于军工和空间技术方面的复合材料缠绕制品，要求精密、可靠、质量轻及经济等。纤维缠绕制品在航空、航天及军工方面的应用实例有：固体火箭发动机壳体；固体火箭发动机烧蚀衬套；火箭发射筒；鱼雷仪器舱；飞机机头雷达罩；氧气瓶（机载）；直升机的旋翼；高速分离器转筒；天线杆、点火器、波导管；导弹连接裙；航天飞机的机械臂等。

在这些产品中，最具有代表性的是火箭发动机壳体，均用纤维缠绕玻璃钢取代合金钢，质量减轻45%，射程由1600km增加到4000km，生产周期缩短了1/3，成本大幅降低，仅为钛合金的1/10。

B.民品方面应用  在民品方面，纤维缠绕制品的优点主要表现在轻质高强、防腐、耐久、实用、经济等方面。已开发应用的产品有：高压气瓶（煤气、氧气）；输水工程，防腐管道及配件；各种尺寸和性能的贮罐；电机绑环及护环；风机叶片；跳高运动员用的撑杆、船桅杆；电线杆；贮能飞轮；汽车板簧及传动轴；纺织机剑杆、绕丝筒；羽毛球及网球球拍；防波浮筒；磁选机筒等。

最具代表性的民用缠绕制品时比例钢管、罐。它具有一系列优点：耐化学腐蚀；摩擦阻力小，可降低能耗30%左右；质量轻，为同口径钢管质量的1/5~1/3；能生产2~4m大口径管（而球墨铸铁管的最大口径为1m）；施工安装费用比钢管低15%~50%；中国生产的直径15~20m、容积1000m3以上的大型立式贮罐，已在工程实际中应用，性能良好。