基于面积测量的FW含胶量测量系统设计

徐东亮，梅 文

(武汉理工大学机电工程学院，湖北 武汉 430070)

纤维复合材料有很多优点，如密度小、强度高和抗腐蚀等，从而被广泛地应用于航天航空、汽车和军工等各个方面［1］。纤维缠绕(filament winding，FW)成型方法是目前国内外广泛应用的一种纤维增强复合塑料制品成型工艺。缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品的一种技术。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、湿法和半干法缠绕3种［2］。在这3种方法中，由最初的纤维原材料到最终的缠绕制品，在预浸料制备阶段或缠绕浸胶阶段，都涉及到含胶量控制问题。纤维缠绕含胶量是影响纤维缠绕玻璃钢/复合材料制品质量，特别是高性能制品质量的重要因素。含胶量，即纤维制品所含树脂重量占纤维制品总重量的百分比，对制品的性能影响主要表现在制品的质量和厚度，含胶量过高会使制品强度降低，气密性提高;含胶量过低会使制品中空隙率增加，气密性、耐老化性及剪切强度下降［3］。

在航天方面，如果在保证结构件性能的前提下，能够减轻质量具有非常重大的意义，不仅降低成本，也减小研发周期和难度。例如一颗小卫星，由于结构和材料上的改进，重量和体积均可减小1～2倍，研制周期缩短2～3倍，成本下降34倍。作为航天业常用的纤维复合材料制品，在纤维缠绕的含胶量控制环节，如果能解决其不易控制的难题，就能提高制品性能，减轻制品重量。……