导光板的基本功能、制作工艺及其生产流程介绍（★）

第一篇：导光板的基本功能、制作工艺及其生产流程介绍

 导光板的基本功能、制作工艺及其生产流程介绍

导光板的基本功能和制作工艺

导光板一词来自于英文译音（Light Guide）其产生为应用于LCD所产生的，LCD为一非自发光性的产品为了要展现LCD的亮度就必需要有背光模块来显现，在背光模块的发展过成中重要关键的零组件导光板也随着下游产品的需求进而开始有不同的改变。导光板的功能和要求

导光板顾名思义其最主要的功能在于要将光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需要，最重要的是要达到辉度和均匀度。导光板的分类

一般而言导光板因形状、制作方式和功能上都有不同的分类法，而且目前尚无统一的分法，经过整理后：

1、按照形状分为：平板和楔形板（斜板）

平板：导光板从入光处来看为长方形。

楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形（三角形）状。

2、按照网点制作方式：印刷式和非印刷式

印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面，又分为IR和UV两种。

非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。又分为化学蚀刻（Etching）、精密机械刻画法（V-cut）、光微影法（Stamper）、内部扩散。

3、按照入光方式：侧入光（灯管和LED）和直下式。

侧入光式：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之侧部。

直下式：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之下方。

4、按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。

射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形.裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。

导光板制造过程

在了解加工过程前应先了解导光板所须之部材

1、所需要之部材和工具

a.射出成形：光学级PMMA颗粒、油墨

b.裁切：光学级PMMA平板、油墨

2、光学级PMMA颗粒、平板：

无论是用何种生产方式所制作出来的导光板其最重要也是最原始的材料为光学级PMMA（POLYMETHYL METHACRYLATE）（聚甲基丙烯酸甲也就是俗称的亚克力或有机玻璃，其分类又有PMMA颗粒和PMMA平板PMMA由石油中提炼单体（MMA）再将单体（MMA）经过化学加工后做出光学级PMMA颗粒（已可提供射出成形所始用），再将光学级PMMA颗粒用压铸法（Casting）或压出法（Injection）来制作光学级PMMA平板，目前业界所认同的PMMA制造商如下：（日）三菱丽阳 Mitsubishi Rayon、（日）住友化学Sumitomo、（日）旭化成 Asahicasei、（日）库拉雷 Kuraray、（台）奇美化学、（韩）世和 Sehwa、3、油墨：分为UV和IR两种

4、平板裁切导光板制作方式为三个部份:

第一是压克力板外形加工;

第二是网板制作;

第三是印刷，其工序流程分别为

a.压克力外形加工=原板裁切〉镜面刨光〉成形加工。

b.网板制作=网点设计〉底片输出〉张网

c.印刷=压克力洗净〉印刷〉烘烤（IR）或紫外光照射（UV）

5、射出成形导光板分为印刷式和非印刷式两种，其工序上基本相同，为在铸造模具时印刷式并无在射出时将网点铸上，故其射出的成品也只是压克力外形，待成形后再经过印刷完成导光板，而非印刷式是将设计好的网点铸造在模具上，使网点与导光板在射出成形时同时完成。

导光板制作技术分析

1.材料：

目前业界共同使用的材料为PMMA一种，但PMMA先天上的缺点和由于目前MMA单体产能上的不足常常在供货上会有匮乏，所以也有些厂商开始寻找可替代之材料，由于导光板是LCD中负责光源之重要零件故材料的透光度是一个相当重要的基本条件,日本 Nippon Zeon近年来推广一种新的材料Zeonor环烯烃聚合物（Cycio Olefins Polymer，COP）其最大的优点在于比重低，吸水性较PMMA差，但因为Zeonor使用厂商不多年产能也仅5000公顿故在未达经济规模时，单价几乎是PMMA的四倍，在微利时代的现在因为成本考虑Zeonor的竞争优势只能说是一个笑话。

压克力的要求及重点：尺寸、镜面度、表面完整度、杂质、弯曲、硬力。

2.印刷方式：印刷方式因其油墨干燥方式分为IR和UV两种

IR和UV印刷特性比较

3、成形方式：

区分为裁切印刷、射出成形印刷和射出成形非印刷三种

结论

因为导光板是一个LCD产业中重要之零件所有的发展历史和技术更新也都是为了符合下游产品的需要，至今已发展出数种制程不同的导光板，但是日本曾经将导光板分为第一代平板直下式，第二代平板侧光印刷式，第三代侧光射出印刷式，第四代侧光射出非印刷式，另外还有第五代的据称要将扩散片和棱镜片等三合一的新式导光板，但是无论是那一代截至目前为止除第五代还未正式问世外，其余都还在业界量产中，所以没有最好的导光板只能称最适合用的导光板。

导光板及其生产流程介绍

在国外, 导光板早已用作液晶显示的背光源。直到进入21世纪，导光板的价值才逐渐被人发现，除了用来生产液晶显示的背光源之外，还发展到生产大型的导光板制作超薄节能灯箱，广泛用于企业产品及品牌形象的广告宣传展示。但是由于超薄灯箱的市场价格偏高，在竞争如此激烈广告市场，如果广告公司要购买别人的超薄灯箱在项目中应用，无疑会提高整个项目的投入资金，利润却大大的降了下来，所以许多广告公司明明知道用超薄灯箱会大大提高企业用户的产品形象的效果，但再三衡量，为了自己的利益，最终还是没有将超薄灯箱向企业用户推荐，所以至今为止，知道有这种产品的企业和市民可以说少之又少，可见超薄灯箱应用于广告展示行业仅仅是处于刚起步的阶段，市场潜力是非常大的。

导光板因其超薄不占地方、发光均匀明亮柔和等特点在相关的产品中得到了非常广泛的应用，除了应用于广告展示的超薄灯箱和液晶显示背光源之外，还可以用来生产发光的像框、发光的指示牌标示牌、医院用来观察X光片和摄影行业用来观察菲林底片的观片器等等，有关这些应用在本站中都会向大家一一介绍，等大家认识导光板应用的同时，也向有志于掌握该技术的人士传授技术。

导光板制作技术是很容易掌握的，技术核心是导光油墨的配方，且投资又少，无需设备。学习导光板技术对象：为了降低成本要自己生产导光板超薄灯箱的广告公司或灯箱制作的企业和个人，做像框画框的企业想利用导光板生产发光像框，想开发生产液晶显示背光源的企业或个人，要创业的人士是一个很好的项目，就业者学会技术后可带技术工作或合作。

导光板主要材料为光学压克力(PMMA)板，或叫亚克力，俗称有机玻璃，其化学名称是甲基丙烯酸甲脂，它的比重是每立方米1190kg。透明压克力板材具有很高的透光率，扩冲击能力强，应用非常广泛。目前生产的压克力板材，因其不同厂家不同工艺，在质量上也有差异，特别是再生板虽然价钱便宜，但容易黄化

透光度也差，生产导光板的压克力板材应选用不易黄化透光率达92％-93％以上的透明板。

经过特殊的科学的加工后的透明压克力板，只要在边上装上发光体（视导光板面积大小可选择普通日光灯管、CCFL冷阴极灯管、发光二极管等光源，一般装在长度的两边，宽度比较小时可只装一边)，通电后压克力板整个平面就会发出明亮均匀柔和的光，称为导光板。

导光板的制作方法主要有两种：丝网印刷式和非印刷式。丝网印刷式导光板投资少，不需投入设备，完全可以手工操作，成本低，生产效率高，技术工艺非常容易掌握非印刷式导光板投资大，需专业设备，制作成本高，生产效率低，技术工艺一般人不容易掌握（非印刷式导光板在制作方法上还分为几类，详情清浏览综合信息栏的(几种不同制作方法的导光板对比）。笔者重点推广丝网印刷式导光板制作方法。丝网印刷式导光板是将自行配制的具有高反射和折射作用的丝印油墨在透明压克力板表面印上有规律性的导光网点，该网点便会将从边上照射进来的线性光向平面转换，变成均匀的平面光，从边上射进来的光源越强，平面光越亮，所以平面光的亮度与配置的光源功率有关。

生产导光板无需投入设备，它的制作过程为：

1、将压克力板材切割成所需尺寸。可用木工锯床改装成切割机或在购买板材时叫供应商切割好再买，装光管的边要抛光，供应商都会帮你抛好光

2、出印刷网点菲林。网点的规律性直接影响导光板整个平面光的均匀度，制作菲林的地方会按照你提供的要求用电脑很快做好，当然你懂电脑的话自己画网点最好不过啦

3、做印刷丝网版。拿菲林到一家做丝网的部门做一个丝网版，别忘了配一个手印刮板，再咨询一下印刷工艺哦

4、印刷网点。将压克力板一边的保护纸撕开，用酒精把表面残留物刷拭干净再印

5、贴上反光膜和和按需要贴上散光膜。

第二篇：铜的生产流程及主要工艺

铜的生产流程及主要工艺

欧洲在公元前二十世纪中期已采用硫化铜矿炼铜，到公元初期的罗马帝国即已普及。16世纪阿里科拉(G.Arricola)在《冶金论》一书中叙述了铜的熔炼和精炼工艺。17世纪末，美国人赖特(D.Wright)用反射炉炼铜，产出锍(冰铜)。1880年开始用转炉吹炼锍，这是炼铜技术的重大进步。铜电解精炼技术也在此阶段发明。

铜冶金技术的发展是个漫长的过程,目前冶炼方法主要有火法冶炼与湿法冶炼，前者多用于硫化矿的冶炼，后者一般用于氧化矿的冶炼。

⒈ 阴极铜火法冶炼过程

火法冶炼主要分采矿、选矿、熔炼、电解等步骤。

采矿就是将矿石与废石分离的过程。分离后的矿石运往选矿厂进行选矿。

选矿就是将采矿得到的矿石进行破碎、筛选获得品位较高的铜精矿的过程，包括破碎、浮选、分离、浓缩、脱水等步骤。矿石经过旋回破碎机、中细碎圆锥破碎机进行三级破碎后变成细颗粒状，再经球磨机碾磨成粉状进入浮选池。浮选池内加入药剂，经浮选机不断搅拌，金属吸附在搅拌后形成的泡沫上，泡沫悬浮在池的表面，金属随泡沫流入浮选池边上的槽内得到分离。分离后的矿浆经浓缩和过滤相结合的脱水手段，最后形成铜精矿。通过此过程，含铜量可由原矿的0.5％提高到30％(在干燥状态下)。

熔炼就是将铜精矿冶炼成合格的阳极铜，包括预干燥、闪速熔炼、转炉吹炼、阳极炉精炼及阳极浇铸等工序。

经过预干燥，矿的水分降至13％以下；干燥后，矿的水分降至3％以下。经闪速炉熔炼后的产物称“冰铜”，液体状，铜含量50％--75％，与硫混合。“冰铜”经转炉吹炼后的产物是“粗铜”，铜含量98.5％左右。粗铜再经阳极炉精炼并经过圆盘浇铸机浇铸，即形成阳极铜。阳极铜外型与阴极铜相似，但表面缺少光泽，厚度一般为阴极铜的2―3倍，是下一道工序电解中的阳极。

电解就是利用氧化-还原反应原理，阳极的铜电解进入电解液成为Cu离子，Cu离子带正电，流向阴极，在阴极富集，还原为金属铜，吸附在阴极上，阴极铜的纯度高于阳极。一般经过12天(阴极的反应周期)的电解反应，阴极上的铜就是所谓的“阴极铜”。阳极的反应周期24天。刚出炉的阴极铜呈砖红色，表面平整而光亮，铜的含量达99.95％以上。而阳极铜含多种其他元素，经电解后，这些元素在阳极沉淀下来，成为“阳极泥”。阳极泥再经处理可以得到金、银、粗硒和精碲等副产品。

电解的阴极，又称“始极片”，由专门的加工厂生产。始极片有三种：①由阴极铜制成，这种始极片电解后成为阴极铜的一部分；②钛板；③不锈钢板。后两种可以重复使用，又称“永久阴极”。

⒉ 火法冶炼的主要工艺

20世纪70年代以前，火法冶炼普遍采用的炼铜设备是鼓风炉、反射炉和电炉。这几种工艺的共同缺点是能耗高、硫利用率低和污染环境。由于全球性的能源和环境问题突出，促使铜冶金技术从80年代起获得飞速发展。传统的冶炼方法逐渐被淘汰，随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼技术，其中最重要的突破是氧气的广泛应用。

⑴ 闪速熔炼

包括国际镍公司闪速炉、奥托昆普闪速炉和旋涡顶吹熔炼3种。

奥托昆普闪速炉自1949年在芬兰Harjavalta冶炼厂投产以来，至今已投产42座。用此法生产的粗铜约占世界粗铜产量的45％左右，居各熔炼方法之首。该法特点是：熔炼速度高、能耗低、可连续而稳定地产出适宜于制酸的高浓度S02烟气，冰铜品位可达60％～70％等。高铜炉渣(含Cu达2.5％)经浮选后可降到0.3％～0.5％。

⑵ 熔池熔炼

包括特尼恩特炼铜法、三菱法、瓦纽柯夫炼钢法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法(富氧底吹熔池熔炼)等8种。

⑶ 湿法冶炼过程

由于铜矿石品位不断下降，难处理的复杂矿增加等原因，人们对湿法冶炼越来越重视。溶剂萃取电积法(SX―EW)提取铜的技术已在美国、智利、赞比亚、秘鲁、澳大利亚和墨西哥等地推广应用，大大提高了铜的回收率并降低了生产成本。现代湿法炼铜技术有硫酸化焙烧--浸出--电积，浸出--萃取--电积、细菌浸出法等，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼的工序可简单地分为三个步骤：浸出、萃取、电解。

①浸出：就是将矿石中铜元素以离子形式分离出来的过程。

用于浸出的矿石也许是较深的矿床(就地浸出)，但这种情况很少。比较普遍的是采取堆浸的方式，浸出的对象是低品位矿

第三篇：芯片生产流程介绍

芯片生产工艺流程介绍

芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序（Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤。其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段（Back End）工序。

1.晶圆处理工序

本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等），其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

2.晶圆针测工序

经过上道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。

3.构装工序

就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色，两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块）。

4.测试工序

芯片制造的最后一道工序为测试，其又可分为一般测试和特殊测试，前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性，如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数，从相近参数规格、品种中拿出部分芯片，做有针对性的专门测试，看是否能满足客户的特殊需求，以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。

第四篇：软床和床垫的生产流程工艺

我们公司主要以软床和床垫为主,软床和床垫的生产情况如下：

1．床的构造，使用材料，生产流程。

构造：床头和床的围边。都是框架结构。

材料：

一． 木材有以下几种：

1．密度板：主要做床的围边，在我们使用的材料中为好一些的材料。

2．刨花板：做床的围边。

3．夹板：围边。

4．三合板：因为弹性较好，主要起到辅助作用。

5．实木：做床头

二．皮革

1．青皮：也叫做牛皮，分为进口和国产两种，我们皮床这块基本都使用这些。

2．西皮：围边的地方使用。

三．海绵

1．高密度海绵

2．普通海绵

3．厚海绵：床头处使用。

4．薄海绵：围边处使用。

四．布

1．绒布：布床的外观。

2．毛束布：床的内衬。

生产流程：

1，设计：设计在里面起到主导作用，一款床的风格和特点都体现在设计上面。

2，打版：大版主要工作是把设计出来的产品，进行组装成成品。

3，木工（床头和围边的制作）：产品的架构使用材料和尺寸进行制作。

4，裁剪（根据尺寸制作内衬，外观材料的制作）：产品外观的包装材料，按照尺

寸进行制作。

5，打底（海绵的工艺，把床的框架上包上海绵）

6，包工（把裁剪所做出的外包，包装到床的框架上）

7，组装和打包。把以上制作出的材料进行组合安装。

二．床垫的生产，使用材料。

弹簧：床垫内部的工艺，把弹簧串起来，床垫的形状出现，有一定的厚度，也可

以说是床垫的框架。

棕板:床垫内部的材料。

搌布：床垫内部材料，用于床垫的内衬。

海绵和布：床垫的外包装，突现出床垫的柔软和厚度。

生产流程：

购置好材料，先要串簧，之后上棕板和搌布，之后是外包装，缝边。

皖.赣.鄂大区经理:姚秉章2009年2月18号

第五篇：风力发电叶片制作工艺介绍

风力发电叶片制作工艺介绍

风力发电机叶片是接受风能的最主要部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素，其成本约为整个机组成本的15%-20%。根据“风机功价比法则”，风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比，增加长度可以提高单机容量，但同时会造成发电机的体积和质量的增加，使其造价大幅度增加。1碳纤维在风力发电机叶片中的应用

叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用，进入了纤维复合材料时代。纤维材料比重轻，疲劳强度和机械性能好，能够承载恶劣环境条件和随机负荷，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯（环氧）树脂。但随着大功率发电机组的发展，叶片长度不断增加，为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架，就要求叶片具有更高的刚度。国外专家认为，玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限，不能满足大型叶片的要求，因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。

1）提高叶片刚度，减轻叶片质量

碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%，强度大40%，尤其是模量高3～8倍。大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学研究表明，一个旋转直径为120m的风机的叶片，由于梁的质量超过叶片总质量的一半，梁结构采用碳纤维，和采用全玻璃纤维的相比，质量可减轻40%左右；碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。据分析，采用碳纤维／玻璃纤维混杂增强方案，叶片可减轻20％～30％。VestaWindSystem公司的V90型3.0MW发电机的叶片长44m，采用碳纤维代替玻璃纤维的构件，叶片质量与该公司V80型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。同样是34m长的叶片，采用玻璃纤维增强聚脂树脂时质量为5800kg，采用玻璃纤维增强环氧树脂时质量为5200kg，而采用碳纤维增强环氧树脂时质量只有3800kg。其他的研究也表明，添加碳纤维所制得的风机叶片质量比采用玻璃纤维的轻约32%，而且成本下降约16%。

2）提高叶片抗疲劳性能

风机总是处在条件恶劣的环境中，并且24h处于工作状态。这就使材料易于受到损害。相关研究表明，碳纤维合成材料具有良好的抗疲劳特性，当与树脂材料混合时，则成为了风力机适应恶劣气候条件的最佳材料之一。

3）使风机的输出功率更平滑更均衡,提高风能利用效率 使用碳纤维后，叶片质量的降低和刚度的增加改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率。同时，碳纤维叶片更薄，外形设计更有效，叶片更细长，也提高了能量的输出效率。

4）可制造低风速叶片

碳纤维的应用可以减少负载和增加叶片长度，从而制造适合于低风速地区的大直径风叶，使风能成本下降。

5）可制造自适应叶片

叶片装在发电机的轮轴上，叶片的角度可调。目前主动型调节风机的设计风速为13～15m/s(29～33英里/h)，当风速超过时，则调节风叶斜度来分散超过的风力，防止对风机的损害。斜度控制系统对逐步改变的风速是有效的。但对狂风的反应太慢了，自适应的各向异性叶片可帮助斜度控制系统，在突然的、瞬间的和局部的风速改变时保持电流的稳定。自适应叶片充分利用了纤维增强材料的特性，能产生非对称性和各向异性的材料，采用弯曲/扭曲叶片设计，使叶片在强风中旋转时可减少瞬时负载。美国SandiaNationalLaboratories致力于自适应叶片研究，使1.5MW风机的发电成本降到4.9美分/(kWh)，价格可和燃料发电相比。

6）利用导电性能避免雷击

利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤。

7）降低风力机叶片的制造和运输成本

由于减少了材料的应用，所以纤维和树脂的应用都减少了，叶片变得轻巧，制造和运输成本都会下降，可缩小工厂的规模和运输设备。

8）具有振动阻尼特性

碳纤维的振动阻尼特性可避免叶片自然频率与塔架短频率间发生任何共振的可能性。

2叶片制造工艺及流程 2.1三维编织体/VARTM技术

2.1.1材料选择

目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放、树脂注入成型工艺复合而成。对同一种基体树脂，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，从而对玻璃纤维的拉伸强度和模量也提出了更高的要求。为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷，大型风机叶片可以采用玻璃纤维／碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。

2.1.2三维编织

增强材料预成型加工方法有:手工铺层、编织法、针织法、热成型连续原丝毡法、预成型定向纤维毡法、Comp Form法和三维编织技术等。

编织法过去大多采用经纬交织的机织物来制作玻/碳纤维基布材料，从承载状态上来考虑采用经编织物作为增强复合材料的基布比经纬交织的机织物具有更明显的优势。如图1所示：

图

1、经编织物结构图

这类轴向织物由于承受载荷的纱线系统按要求排列并绑缚在一起，因此能够处于最佳的承载状态。另一方面，由于机织物中的纱线呈波浪形弯曲，再加上纱线自身的捻度，使其模量、拉伸强度和抗冲击强度都有一定的损失。而轴向技术使得织物的纱线层能按照特定的方向伸直取向，故每根纤维力学理论值的利用率几乎能达到100%。此外，轴向织物的纱线层层铺叠，按照不同的强度和刚度要求，可以在织物的同一层或不同层采用不同种类的纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维或碳/玻混杂纤维，再按照编织点由编织纱线将其绑缚在一起。

除了经编轴向织物外,还可以利用纬编绑缚系统开发纬编轴向织物,如图2所示：

图

2、纬编织物结构图

根据经纬编结构的特性,纬编轴向织物较经编绑缚结构具有更好的可成型性,因此在风电叶片结构设计中具有极好的应用前景。

三维编织技术的发展是因为单向或二向增强材料所制得的复合材料层间剪切强度低,抗冲击性差,不能用作主受力件。采用三维编织技术不仅能直接编织复杂结构形状的不分层整体编织物,从根本上消除铺层。三维编织复合材料采用了三维编织技术,其纤维增强结构在空间上呈网状分布,可以定制增强体的形状,制成的材料浑然一体,不存在二次加工造成的损伤,因此这种材料不仅具备传统复合材料所具有的高比强度、高比模量等优点,还具有高损伤容限和断裂韧性以及耐冲击、不分层、抗开裂和耐疲劳等特点。

按编织工艺分,常见的编织材料可分为四步编织法、二步编织法和多层联锁编织法等3类。其中四步编织法发明最早,应用最广。按编织预制件的横截面形状,三维编织方法可分为矩形编织、圆形编织和异形编织3大类,其中矩形编织工艺适合编织矩形和板状材料的增强体,而圆形编织适合编织圆形和管型材料的增强体,异形编织则用于编织各种特殊形状的增强体。只要织物的结构形状是由矩形组合或是圆或圆的某一部分组合而成,就可以用编织方法一次成型。

四步编织法发明之初,所有的纱线都参加编织运动,且全部编织纱都在空间3个方向内发生相对运动,因此这种编织方法是一种真正的三维编织工艺。具体编织过程如图3（a）所示,在一个编织周期中,编织纱沿着正交的2个方向依次进行往复运动,一个完整的编织周期中携纱器需要完成4个动作,因此被称为四步法。如图3（b）所示,由于结构中所有纱线在空间中的分布只有4个不同的方向,因此制成的复合材料被称为三维四向编织复合材料。

针对三维编织物的特点,RTM工艺是三维编织复合材料成型的最有效方法。根据三维编织物的形状制成模具,将预成型坯装入模腔,此时同时控制了纤维体积含量和制品形状；预成型坯中纤维束间的空隙为树脂传递提供了通道,而且三维编织体很好的整体性提高了预成型坯耐树脂冲刷的能力。

2.1.3RTM工艺

树脂传递模塑法简称RTM法，是首先在模具型腔中铺放好按性能和结构要求设计的增强材料预成型体,采用注射设备通过较低的成型压力将专用低粘度树脂体系注入闭合式型腔,由排气系统保证树脂流动顺畅,排出型腔内的全部气体和彻底浸润纤维,由模具的加热系统使树脂等加热固化而成型为FRP构件。RTM工艺属于半机械化的FRP成型工艺,特别适宜于一次整体成型的风力发电机叶片,无需二次粘接。与手糊工艺相比,这种工艺具有节约各种工装设备、生产效率高、生产成本低等优点。同时由于采用低粘度树脂浸润纤维以及加温固化工艺,复合材料质量高,且RTM工艺生产较少依赖工人的技术水平,工艺质量仅仅依赖于预先确定好的工艺参数,产品质量易于保证,废品率低，工艺流程如图4所示。

注胶压力的选择一直是RTM成型工艺中一个有争议的问题。低压注胶可促进树脂对纤维表面的浸润;高压注胶可排出残余空气,缩短成型周期,降低成本。加大注胶压力可提高充模速度和纤维渗透率。所以有人赞成在树脂传递初期使用低压以使树脂较好地浸润纤维,而当模具型腔中已基本充满树脂时使用较大压力以逐出残余空气。但压力不能太大,否则会引起预成型坯发生移动或变形。

注胶温度取决于树脂体系的活性期和达到最低粘度的温度。在不至于过大缩短树脂凝胶时间的前提下,为了使树脂能够对纤维进行充分的浸润,注胶温度应尽量接近树脂达到最低粘度的温度。温度过高会缩短树脂的活性期，影响树脂的化学性质,进而可能影响到制品的力学性能;温度过低会使树脂粘度增大,压力升高,也阻碍了树脂正常渗入纤维的能力。注射温度和模具预热温度的选择要结合增强体的特性及模具中的纤维量等综合考虑。

RTM工艺的技术含量高,无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数(如注塑压力、温度、树脂粘度等)的确定与实施,都需要在产品生产之前通过计算机模拟分析和实验验证来确定。

2.1.4VARTM工艺

随着技术的发展，现已开发出多种较先进的工艺，如预浸料工艺、机械浸渍工艺及真空辅助灌注工艺。真空辅助灌注成型工艺是近几年发展起来的一种改进的RTM工艺。它多用于成型形状复杂的大型厚壁制品。真空辅助是在注射树脂的同时,在排气口接真空泵,一边注射一边抽真空,借助于铺放在结构层表面的高渗透率的介质引导将树脂注入到结构层中。这样不仅增加了树脂传递压力,排除了模具及树脂中的气泡和水分,更重要的是为树脂在模具型腔中打开了通道,形成了完整通路。另外,无论增强材料是编织的还是非编织的,无论树脂类型及粘度如何,真空辅助都能大大改善模塑过程中纤维的浸润效果。所以,真空辅助RTM(VARTM)工艺能显著减少最终制品中夹杂物和气泡的含量,就算增大注入速度也不会导致孔隙含量增加,从而提高制品的成品率和力学性能。

用真空灌注工艺生产碳纤维复合材料存在困难。碳纤维比玻纤更细，表面更大，更难有效浸渍，适用的树脂粘度更低。SP公司的SPRINT工艺技术就采用树脂膜交替夹在碳纤维中，经加热和真空使树脂向外渗透。树脂沿铺层的厚度方向浸渍，浸渍快且充分，同时采用真空加速树脂的流动。

2.2叶片复合材料结构设计流程

2.2.1常规制备流程

1)制造外壳和主梁外壳由玻璃钢在模具内进行制造，主梁在真空袋中高温浇注而成；

2)安置模具，在模具内喷涂胶衣树脂，形成叶片的保护表面； 3)把外壳放入模具中，并铺覆玻璃纤维； 4)安装主梁，起到支撑作用； 5)安装泡沫材料；

6)在泡沫材料上铺覆玻璃纤维； 7)在玻璃纤维和泡沫材料上铺放真空膜； 8)灌注树脂，并进行高温真空浇注； 9)取下真空膜；

10)用相同方法制成另外一半壳体； 12)安装腹板(腹板为夹层结构)； 13)安装避雷装置等；

14)安置主模具，在壳体边缘和腹板上涂胶粘剂，粘合两壳体； 15)加热，使玻璃纤维更硬；

16)叶片脱模，进行最终加工(切割和打磨)。

模具由符合材料制作而成，这样模具更轻，刚度更高。另外，用同种材料制造的叶片和其模具在灌注树脂时对温升的反应相同。2.2.2加入碳纤维改进

随着叶片长度的增加，对材料刚度提出了更高的要求。玻璃纤维复合材料的性能已经达到应用极限，不能有效满足材料要求，因此碳纤维在风机叶片中的应用逐年增加。但是由于碳纤维比玻璃纤维昂贵，采用100%的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻璃纤维混合使用，碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有，如图5所示：

1)横梁，尤其是横梁盖。

2)前后边缘，除了提高刚度和降低重量外，还起到避免雷击对叶片造成的损伤。

3)叶片的表面，采用具有高强度特性的碳纤维片材。

采用三维四步编织术，主体使用GFR,在图5所示的5、6、7、8区域轴向加入CFR,织出与模具形状一致的预制件。将预制件固定在模具中，采用VARTM的方式注入树脂。