復合材料設計制造一體化

中文名稱

復合材料設計制造一體化

英文名稱

design for manufacture of composite

定　　義

利用計算機技術將復合材料結構設計與成型工藝設計同時完成的設計方法。

應用學科

材料科學技術（一級學科），復合材料（二級學科），復合材料結構設計及表征、測試（三級學科）

利用計算機模糊控制，將復合材料及其結構自身可設計變量(組分材料的性能、增強體的尺寸、體積分數(shù)和分布、界面形態(tài)、成型工藝、結構幾何參數(shù)等)和使用工況(載荷和環(huán)境)不確定性，綜合權衡完成結構設計的復合材料結構軟科學設計方法。

復合材料的制造包括將復合材料的組分組裝并壓合成適于制造復合材料零件的形狀。常用的工藝有兩種，第一種是纖維與基體的組裝壓合和零件成型同時進行；第二種是先加工成復合材料的預制品，然后再將預制品制成最終形狀的零件。前一種工藝類似于鑄件，后一種則類似于先鑄錠然后再鍛成零件的形狀。

制造過程可分為三個階段：纖維排列、復合材料組分的組裝壓合和零件層壓。大多數(shù)硼-鋁復合材料是用預制品或中間復合材料制造的。前述的兩種工藝具有十分相似的制造工藝，這就是把樹脂粘合的或者是等離子噴涂的條帶預制品再經(jīng)過熱壓擴散結合。

以長纖維增強熱塑性復合材料粒料的生產(chǎn)為例。

長纖維增強熱塑性復合材料粒料是一種以長顆粒狀半成品預浸材料形式供應市場的長纖維增強熱塑性基體復合材料（見圖）。通常采用纖維預混合、定長纖維混合擠出、連續(xù)纖維擠出包覆等工藝制造。將這類半成品預浸材料采用加熱模壓、注塑等成型工藝進行二次加工，即可成型為熱塑性復合材料部件。