復合材料型材中纖維的取向對其機械性能有很大影響。典型的排列方式是單向的，既增強材料在型材的縱向排列并提供良好的軸向強度。交叉纏繞的增強材料能夠提高型材橫向剛度和強度。織物也可被使用，通常提供+/- 45度或+/- 90度的排列方式。為實現這一點，常用的制造技術有長絲纏繞和預浸漬材料(prepreg)。

預浸料通過用環氧樹脂浸漬纖維（通常是織物），并將所得材料繞著鋼芯軸滾動進行固化，從而獲得環向強度。這就像長絲纏繞一樣，纖維沿橫向方向纏繞在鋼芯上，使纖維以所需的圖案或角度排列。

這兩種工藝都使制造商能夠精確控制纖維與樹脂的比例和厚度，但通常需要更長時間、高能耗的固化過程，包括加熱或冷卻步驟。這與長絲纏繞過程中涉及的大量手工步驟相結合，使該技術更適合于制造大直徑的厚管。

除了技術方面的考慮，費用也是一個因素。由于與連續制造技術（如拉擠和拉卷）相比，長絲纏繞和預浸料軋制都涉及更多的人工過程，因此它們通常具有較高的勞動力和資源成本，并且需要更長的時間來生產等效的復合型材。

這導致許多行業轉向其他更具成本效益的工藝來制造具有高環向強度的復合型材，這在伸縮桿應用中非常重要，因為在這種應用中，你必須用鎖具擠壓表面來鎖定管材，從而對管材產生環向應力。

考慮用拉繞工藝來獲得高環形強度
與拉擠工藝一樣，拉繞工藝涉及到將纖維拉過樹脂浴和加熱的模具，使其固化成所需的形狀。然而，主要的區別是，一些纖維在被拉過加熱的模具之前，在橫向上螺旋狀地纏繞在芯軸上。雖然與長絲纏繞不盡相同，但拉式纏繞允許對纖維的位置和張力進行更大的控制，從而產生更均勻和可預測的環形強度。

拉式纏繞對于制造具有高環向強度的薄壁復合材料特別有用，因為它允許精確的橫向薄纖維層控制。這是通過將纖維的單向排列與螺旋纏繞結合起來實現的，從而使纖維能夠從0到幾乎90度進行控制。此外，拉式纏繞是高度自動化和可重復的，確保在單一的在線制造過程中進行大批量、具有成本競爭力的生產。

拉繞技術使高效和工業化的生產在高性能和最佳質量方面成為可能：

此外，由于可進行全天候生產，這種制造過程保證了高產量。

國外Exel以及Epsilon等復合材料公司是專門從事像拉繞這樣的連續生產技術，它們將這種專業知識與前瞻性的合作方式相結合。它們會在整個開發過程中與客戶討論各種選擇和可能性，確保產品設計和開發針對每個特定客戶的具體要求進行優化。這也使產品公司愿意合作，應用開發出最佳的高環強度復合管材，而不犧牲機械性能。

針對纏繞工藝技術相關知識想予以了解，可關注中國復合材料工業協會在江蘇連云港7月26-28日舉辦的第21屆2023年復合材料纏繞編織技術創新應用論壇暨復合材料纏繞專委會工作會。

此文由中國復合材料工業協會編譯，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流，引用請注明出處。