先进复合材料具有比强度高、比模量大、耐疲劳性能好、减振性能好和可设计性强等优点，在国防科技领域及民用工程中有着广泛的应用。复合材料用量已成为评价航空航天器性能的重要指标之一。在树脂基复合材料生产技术中，纤维缠绕技术是最早开发和应用最广泛的加工技术之一，相比于其他生产工艺，纤维缠绕复合材料制品可按照产品的结构特征和受力状况来设计缠绕规律，能够充分发挥纤维的强度，并且具有纤维排列整齐、准确率高等特点，已广泛应用于航空航天及民用工业中，如火箭发动机壳体、飞机机身、航空发动机叶片、叶环及机匣、车用燃料气瓶、医用氧气瓶、油气储罐及管道等。
缠绕成型工艺主要是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带、预浸纱）在导丝嘴的导引下按照一定的线形规律均匀稳定地缠绕到芯模上，然后经固化处理后获得制品。纤维缠绕成型工艺是主要应用于具有轴对称结构制品的一种成型技术，按其结构主要分为有内衬和无内衬两大类，其制品性能稳定性较好。
缠绕成型技术的发展历程及趋势
纤维缠绕制品最早出现是在 1945 年缠绕制成的玻璃钢环，当时应用于原子弹工程。在 1946 年，美国申请了纤维缠绕技术专利。1947 年，美国 Kellogg 公司成功制造了世界上第一台缠绕机，随后第一台火箭发动机壳体通过缠绕工艺制造出来。在 20 世纪 50 年代，美国国家航空航天局和空军材料研究室成功使用缠绕工艺制造出了“北极星 A3”导弹发动机壳体，在成本仅为钛合金 1/10 的情况下，质量减轻 1/2，射程提高了一倍多，从而奠定了缠绕制品在高端军事领域的应用地位。20 世纪 60～70 年代，缠绕技术飞速发展，但纤维材料主要以玻璃纤维为主。随着新材料的研制，纤维缠绕制品的应用领域也愈发广泛，从最开始的军事领域逐渐拓宽到化工、污水处理、石油等领域，商业化的缠绕机也开始生产出售，美国多家公司开始生产各种高压管、污水管等复合材料制品，如直径 10 m、容积1000 m3的大型储罐等。20 世纪 80～90 年代，纤维缠绕技术应用领域依然以航空和国防科技为主，但在民用领域也有了一定的发展，如压力管道、容器等。世界上第一台计算机控制缠绕机在该时期问世，计算机控制缠绕机的使用增加了缠绕精度，扩大了纤维缠绕制品的种类。20 世纪 90 年代以来，纤维缠绕技术进入高速发展阶段，多轴缠绕机的开发和研制使纤维缠绕制品的形状更加多种多样。
随着纤维缠绕制品在高端科技领域应用的迅速增加，其已发展成为结构动力和燃料系统的关键组成部件之一。目前纤维缠绕技术已广泛应用于航空航天、国防科技和民用工业领域，包括卫星桁架、火箭发动机壳体、飞机副油箱、发动机短舱、机闸及燃料储箱；导弹、火箭发射筒、鱼雷发射管和机枪枪架；压力管道、储罐、CNG 气瓶、轴承、储能飞轮、体育器材和交通工具等。
如今纤维缠绕技术向着高层次的机械化、自动化、机器人操作等方面发展，从而实现自动化缠绕成型。而纤维缠绕软件的开发是自动化缠绕的必由之路。计算机辅助设计（computer aided design, CAD）缠绕线型的研究是自动化软件开发的基石，利用计算机辅助设计缠绕线型，将有限元分析技术与纤维轨迹计算技术结合，可以简化缠绕线型的优化设计，大幅缩短产品的设计开发周期。计算机辅助设计、计算机辅助工程（computer aided engineering, CAE）和计算机辅助制造（computeraided manufacturing, CAM）的有机结合是未来自动化缠绕发展的必然趋势。
如今纤维缠绕技术向着高层次的机械化、自动化、机器人操作等方面发展，从而实现自动化缠绕成型。而纤维缠绕软件的开发是自动化缠绕的必由之路。计算机辅助设计（computer aided design, CAD）缠绕线型的研究是自动化软件开发的基石，利用计算机辅助设计缠绕线型，将有限元分析技术与纤维轨迹计算技术结合，可以简化缠绕线型的优化设计，大幅缩短产品的设计开发周期。计算机辅助设计、计算机辅助工程（computer aided engineering, CAE）和计算机辅助制造（computeraided manufacturing, CAM）的有机结合是未来自动化缠绕发展的必然趋势。
缠绕成型技术的应用
在能源化工及交通领域的应用
缠绕制品在民用领域的主要应用包括：复合材料压力管道、储罐、压力容器、呼吸气瓶及天然气气瓶、风机叶片、塔杆、电线杆、绝缘子、体育休闲用品、工业用传动轴、各种辊筒等。
汽车作为现代产业在科技的带动下快速发展，随着汽车复合材料应用水平的不断提高，复合材料单车用量将逐渐增加，2015年我国汽车工业所需塑料、复合材料总量约为 165 万 t。随着成型技术和装备的不断发展，复合材料汽车零部件在汽车领域的应用将日益扩大。为了提高汽车轻质、高强的性能，复合材料逐渐取代传统汽车制造应用材料，缠绕技术在汽车制造上的主要应用为传动轴、排气管、涡轮增压管、车载气瓶、吸能器、保险杠等。
海洋船舶领域对复合材料需求最多的是复合材料管道，缠绕成型的复合材料管道因具有耐腐蚀、耐油、耐高温等特性被广泛应用于海上油气运输、海洋平台及船舶等领域。除此之外，还有疏浚管道、海底输油软管、潜艇耐压壳体、深海探测器、潜水呼吸气瓶、船桅杆等应用。
油气工程领域的应用可分为陆地及海上的应用，主要为油气运输管道和疏浚管道。复合材料管道由于具有超强的耐腐蚀性，正在逐步取代传统钢制管道，并在实际工程中得到广泛的应用。
在航空航天及军工领域的应用
飞机复合材料构件的自动化成型工艺主要包括纤维缠绕、纤维带铺放和纤维丝铺放三种类型。由于缠绕制品的高强度、耐高温、耐腐蚀等性能，目前缠绕制品在航空领域可用于雷达罩、发动机机匣、燃料储箱、飞机副油箱和过滤器等零部件的成型，还可应用于小型飞机与直升机机身、机翼、桨叶、起落架等结构的成型。现代大型喷气客机上众多的高压气瓶都是采用复合材料缠绕成型工艺制造的。
在航天领域，缠绕成型技术主要应用于神舟飞船承力构件、卫星结构、返回舱、空间系统、复合材料压力容器、固体火箭发动机壳体等方面的制造。在国防军工领域，缠绕成型技术主要应用于大型导弹复合材料发射筒、鱼雷发射管、姿控系统、枪架、火箭发射筒、轨道炮身管等。（来源：科学出版社，作者：祖磊）
－－－－－－
相关文章推荐：
中国巨石如何成为全球玻纤行业领军企业？探寻其高质量发展动力之源
高性能碳纤维复合材料应用规模在未来3-5年有望突破 进入快速放量期
无苯乙烯树脂走向工业舞台！AOC力联思树脂助力英国紧急建造防疫病房
纪实|累并快乐着，小众实干派！这里有一群为复合材料奋斗终生的人！
剑在手，问天下谁是英雄！--FRP渔船制造 真空树脂导入成型 手糊成型工艺PK
无蜡垢更好用！玻璃钢专用脱模蜡——美国Stoner蜜蜡250脱模蜡，您值得拥有！
还在为车间气味、粉尘、废料处理等问题发愁吗？新型VPI硅胶真空成型工艺为您轻松搞定
