航空航天用熱固性復(fù)合材料制件的生產(chǎn)全過(guò)程大體包括八道工序:

(1)準(zhǔn)備過(guò)程:包括工具和材料的準(zhǔn)備。

(2)材料鋪貼:包括裁切、鋪層和壓實(shí)。

(3)固化準(zhǔn)備:包括模具清洗、坯件裝袋以及在某些情況下坯件的轉(zhuǎn)移等。

(4)固化:包括坯件流動(dòng)壓實(shí)過(guò)程和化學(xué)固化反應(yīng)過(guò)程。

(5)檢測(cè):包括目測(cè)、超聲或X射線無(wú)損檢測(cè)。

(6)修整:通過(guò)刨機(jī)、高速水切割機(jī)或銑床修整。

(7)二次成形(該過(guò)程不是必須的,但適合用于復(fù)雜外形的零件)。

(8)裝配:包括測(cè)量、墊片、裝配。通常采用機(jī)械裝配，但在一些情況下也采用膠接裝配。

熱固性復(fù)合材料的成形過(guò)程通常是相當(dāng)復(fù)雜的。由于精確的成形過(guò)程和零件尺寸及零件質(zhì)量，上述八個(gè)步驟中每一步 都有詳細(xì)的子步驟。成形工序的復(fù)雜程度依賴于零件的復(fù)雜程度和成形工藝的精確程度，最多可達(dá)200多步。其中在第3，4步和第7步工序中使用熱壓罐，在某些情形下第(8)步也使用熱壓罐。

下面就具體描述這些步驟。

第1步,準(zhǔn)備過(guò)程。主要包括工具的準(zhǔn)備和材料的準(zhǔn)備，其中材料的準(zhǔn)備包括主要材料和輔助材料的準(zhǔn)備,數(shù)量、有效期以及各自的使用條件等。

第2步,材料鋪貼。包括裁切、鋪層和壓實(shí)。該過(guò)程將主要原材料按照設(shè)計(jì)要求以不同尺寸和鋪層方式裁減,可以使用樣板,也可以使用自動(dòng)切割機(jī)。如將不同的鋪層尺寸輸入到計(jì)算機(jī)中,通過(guò)圖形分析軟件(如AutoCAD等和切割機(jī)及其相應(yīng)的軟件(如GERBER的Cut-Works軟件)將預(yù)浸料裁成相應(yīng)的尺寸，再按照設(shè)計(jì)的鋪層方式進(jìn)行鋪層，最后進(jìn)行預(yù)壓實(shí)處理。

裁減后的鋪層工序能通過(guò)許多途徑完成,包括手工鋪層、自動(dòng)絲束鋪放、自動(dòng)鋪帶及纖維纏繞等，也可能包括一個(gè)成形工藝步驟 ，例如隔膜成形。近年來(lái),熱壓罐成形過(guò)程的許多工序都有很大進(jìn)步，但許多航空復(fù)合材料零件還是通過(guò)手工鋪層制造實(shí)現(xiàn)的。這是由于手工鋪疊大的制件具有更大的靈活性，同時(shí)采用自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)小批量產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性差。手工鋪層可以制造幾乎任何外形的復(fù)合材料制件。

第3步，固化準(zhǔn)備過(guò)程。它包括制件裝袋、輔助材料的裁切、鋪放等。在某些特殊情況下鋪層和固化為不同的模具，因此該操作也包括從鋪貼模具將完成鋪貼的制件轉(zhuǎn)移到固化模具中。通常固化準(zhǔn)備工放等。在某些特殊情況下鋪層和固化為不同的模具,因此該操作也包括從鋪貼模具將完成鋪貼的制件轉(zhuǎn)移到固化模具中。通常固化準(zhǔn)備工作包括制件、模具、真空袋和輔助材料的準(zhǔn)備。其中，必須使用的輔助材料包括脫模材料、透氣材料(用以均勻地分散真空袋體系內(nèi)的真空)等。從圖3- 20中我們可以看到熱壓罐工藝過(guò)程的真空袋的封裝的材料及次序。

第4步,固化是復(fù)合材料生產(chǎn)的必經(jīng)步驟，包括加熱、壓實(shí)和固化。熱固性樹脂在-定的固化工藝條件下進(jìn)行反應(yīng)，最后形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于熱固性復(fù)合材料，這一步是不可逆的,因此熱固性復(fù)合材料一旦固化，由鋪層或固化過(guò)程本身弓|起的缺陷就不可改變地固定下來(lái)。由于工業(yè)化熱壓罐相當(dāng)大，可同時(shí)批量加工許多零件,然而這種"批量” 在體現(xiàn)熱壓罐高效率使用的同時(shí),也給如何嚴(yán)格控制工藝參數(shù)提出了嚴(yán)格的挑戰(zhàn)。

第5步,檢測(cè):包括目測(cè)、超聲或X射線無(wú)損檢測(cè)。將固化后的復(fù)合材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),首先,目測(cè)外表，可以觀察到未浸潤(rùn)的干斑、缺膠和集膠等外觀缺陷，而內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)的通常方法是無(wú)損檢測(cè)法(NDT).主要是用超聲C-掃描法，根據(jù)超聲波聲信號(hào)的衰減程度可以檢測(cè)到復(fù)合材料內(nèi)部的缺陷，一般主要指密集空隙和分層。而使用X射線法檢測(cè),可以根據(jù)不同的增強(qiáng)材料的密度，來(lái)顯示不同的增強(qiáng)材料的存在形態(tài)。例如，為了檢測(cè)仔熱壓罐成形過(guò)程中纖維的壓縮變化或移動(dòng)，可以觀察示蹤絲(相對(duì)于增強(qiáng)材料來(lái)講，一種密度較大、經(jīng)X射線無(wú)損檢測(cè)其亮色較亮的纖維的像來(lái)預(yù)測(cè)纖維的壓縮變化或移動(dòng)。

第6步，修整:通過(guò)刨光機(jī)、高速水切割機(jī)或銑床修整。對(duì)于固化后的復(fù)合材料可能有一定的飛K邊或毛刺等，可以通過(guò)刨光機(jī)或銑床進(jìn)行修整,以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

第7步，某些復(fù)合材料制件需要進(jìn)行熱壓罐二次成形，進(jìn)行共膠接或共固化，最后制備具有復(fù)雜形狀的復(fù)合材料制件。

第8步，如果采用熱固性膠粘劑的固化或?qū)娱g熱塑性膠粘劑的熔融和固結(jié)I藝進(jìn)行復(fù)合材料制件的裝配,則也需要進(jìn)行熱壓罐二次成形。膠接裝配工藝很大程度增加了熱壓罐的負(fù)荷，導(dǎo)致很多復(fù)合材料制件的熱壓罐成形過(guò)程要經(jīng)歷兩倍于常規(guī)工藝周期的加熱和冷卻時(shí)間。為提高熱:壓罐成形的效率, 這類復(fù)合材料制件的成形應(yīng)盡可能采用共固化工藝。共固化工藝能一次固化成形一個(gè)完整的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，這種工藝同時(shí)需要復(fù)雜的固化模具,但它消除了墊片和裝配。