在復合材料加工制造中，其終目標是生產出具有一定樹脂纖維比且無空隙或缺陷的層壓板。在實現該目標時，預浸料層壓板常見問題主要包括表面氣孔、空隙、樹脂富集區、橋接以及其他缺陷。

　　這些問題通?？蓺w因于材料的選擇、鋪層或裝袋工藝、加工工具以及有時的設計問題。本文主要探討上述主要因素對預浸料、層壓板結構孔隙的影響。

　　01 織物的形態結構

　　平紋織物表面嚴重，但它不是唯一一種容易產生表面孔隙的織物形式。3K平紋碳纖維織物看起來像防蚊紗（圖1），在其交叉點處的位置上本來就是開放的空間，當在預浸過程中涂上樹脂時，如果樹脂從交叉點被拉走，就會出現一個空隙或多孔區域。

　　02 蜂窩夾芯板

　　在共固化過程中，蜂窩芯在真空或壓力下的毛細作用傾向于將樹脂從表面層移向芯部，從而導致鄰近每個芯單元的多孔表面。在皮芯界面處添加粘合劑可能有助于降低孔隙率，但對結構的重量有很大的影響。

　　對于2-4層的平紋織物來說尤其如此，因為平紋織物中幾乎沒有多余的樹脂（體積分數約為40%）。其解決方案可以簡單地添加一個超輕表面預制層的設計，而不是不斷地返工這些表面，其重量損失遠小于額外的粘合劑，與重新加工多孔表面的工作量、成本和時間相比，其風險小。

　　03 成型過程影響

　　許多復合材料制造商大多忽視的一個事實是，表面孔隙率可能與脫模表面的極低表面能有關，這會導致樹脂排斥而不是潤濕表面，從而造成不必要的或過多的孔隙率。這可以通過選擇一個高表面能的脫模系統來緩解。

　　如果在零件的特定區域反復發現孔隙，則可能是由于缺陷區域附近的模具中存在擴散泄漏。這需要對模具進行進一步評估，并進行維修或更換。從邊緣呈扇形的隨機分布的多孔區域很可能是由于袋中泄漏造成的，可通過更好的袋密封很容易地進行補救。

　　另一個問題是金屬工具的熱傳遞率低，當工具表面層剛剛變得活躍時，袋側層開始凝膠，導致在表面滯留空氣或氣體。這可以通過在固化配方中添加真空下的延長停留時間來解決問題。

　　04 角部橋接

　　表面氣孔和空隙也可能出現在零件的小半徑或較大的凸出區域（模具中的凹面），其中拐角處出現橋接（圖3），或者層跨越模具中的凹槽（桶橋接）。層間由于缺乏局部壓實，從而在層間形成低壓區，導致層壓板中出現樹脂富集區或空隙。

　　05 固化過程中揮發氣體

　　在固化過程中，層壓板中產生氣體的情況并不少見，進而會產生有問題的孔隙。對于預浸料疊層中濕氣產生的膨脹氣體，通?？梢酝ㄟ^在固化前長時間的減薄來緩解。

　　然而，固化過程中樹脂中發生化學反應產生的氣體要難緩解。與環氧樹脂不同，酰亞胺、酚醛樹脂和聚苯并惡嗪會產生氣體副產物，因此需要對這些反應有更深入的了解才能解決這些問題。

　　預浸料樹脂的熱重分析（TGA）可用于確定特定溫度下與氣體析出相關的重量變化。使用這些數據，可以調整固化配方，改變升溫速率和等溫停留時間，以便讓氣體溢出并找到離開層壓板的路線。通過對真空和壓力的相應調整，可使得氣體有時間排空或轉換回溶液中（圖5）。

　　06 新材料開發

　　傳統上，對高壓滅菌器（OOA）友好的織物一側涂有樹脂，另一側是干燥的，以便在加工過程中為空氣和氣體提供內部通道。Apogee Composites近推出了一種全厚度可滲透預浸料，該預浸料在樹脂膜本身具有均勻的開口間距，允許層壓板內部注入。更多類似這樣的技術會使得料本身產生低空隙。