纖維纏繞是一種制造工藝，使用來自各種材料（如碳纖維、凱夫拉纖維或玻璃纖維）的連續(xù)絲束來生產(chǎn)空心管狀部件。該工藝被廣泛用于制造管狀部件，如火箭體、壓力容器（如壓縮空氣罐）、賽車中的懸掛部件。該工藝能夠高度適應(yīng)不斷變化的纖維方向，使其成為創(chuàng)建定制輕質(zhì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的理想選擇，這些結(jié)構(gòu)旨在實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向的強(qiáng)度特性。纖維纏繞工藝的基本描述是采用連續(xù)纖維絲束，將該絲束引入樹脂，將基質(zhì)轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)心軸上，并根據(jù)需要使其固化。聽起來很簡(jiǎn)單，但簡(jiǎn)化這些工藝所涉及的工程使其具有高度可定制性，從使用高度自動(dòng)化的機(jī)器到在車間組裝的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備。想象力往往是唯一的限制。

長(zhǎng)絲纏繞的制造工藝始于原材料的纖維。凱芙拉纖維、玻璃纖維、碳纖維或其他長(zhǎng)絲可以以卷的形式購買，作為連續(xù)的“紗線”或“絲束”。通常，這些絲束會(huì)用于加工織物和單向帶，然而，對(duì)于長(zhǎng)絲纏繞，絲束僅用于從卷中取出以制造產(chǎn)品。一卷絲束通常由其絲束尺寸來描述，就像描述織物的絲束一樣。稱為“3k”、“6k”或“12k”的描述表示制造紗線或絲束所涉及的纖維數(shù)量，這基本上就是長(zhǎng)絲組的直徑。這在長(zhǎng)絲纏繞工藝中很重要，因?yàn)樗兄诖_定零件設(shè)計(jì)和制造中的重要參數(shù)。

絲束卷通常通過機(jī)械方式張緊。這可能因工藝設(shè)計(jì)而異。許多張緊形式都涉及彈簧，以在卷筒自由旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生摩擦，使細(xì)絲緊貼其所貼合的工具。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，最好使張緊方法盡可能簡(jiǎn)單，以減輕工藝變化。張力可以在輥上施加，也可以通過單獨(dú)的設(shè)備施加，并通過梳理、樹脂應(yīng)用、滾動(dòng)和將絲束放置在心軸上。張力確保工藝穩(wěn)定性和可重復(fù)性，通常是衡量質(zhì)量的重要指標(biāo)，因?yàn)樗枪に囈恢滦院涂刂频氖侄危瑫r(shí)將所施加的絲束壓實(shí)在心軸上。

然后將絲束送入梳理或分離裝置。該裝置有助于在將絲束引入樹脂浴之前使原絲均勻。分離裝置可以描述為梳子，其重要性在于當(dāng)絲束浸入樹脂浴時(shí)，它可以在張力控制下使纖維均勻。當(dāng)絲束穿過樹脂浴時(shí)，它會(huì)再次被梳理以去除絲束上多余的樹脂。

然后，可以根據(jù)需要使用“夾輥”將絲束壓平，以便在將絲束引導(dǎo)到“心軸”上之前提供額外的纖維均勻性。

“導(dǎo)向器”可以說是纖維纏繞機(jī)工藝中最重要的部分。當(dāng)梳理、樹脂浸泡、卷繞的纖維聚集在一起時(shí)，機(jī)器頭部負(fù)責(zé)提供纖維方向，左右移動(dòng)，而絲束應(yīng)用的速度由心軸的圓周運(yùn)動(dòng)決定。這兩個(gè)機(jī)械特性同步，確保滿足關(guān)鍵纖維方向，并根據(jù)零件設(shè)計(jì)的需要正確放置絲束。纏繞完成后，零件即可固化，然后可從心軸表面剝離。

纖維纏繞工藝是一種創(chuàng)新的制造解決方案，具有廣泛可定制性和可重復(fù)性，使其成為復(fù)合圓柱形零件應(yīng)用中最常選用的制造方法之一。