連續纖維注射工藝（CFIP）技術將顛覆復合材料的加工方式。該工藝是一種制造復合材料結構的新方法，其基礎是將連續纖維注入部件內部，而不是將其置于表面或拉過模具。

目前用于加工連續纖維的復合材料制造方法主要基于以下兩個概念：

• 將纖維逐層放置在表面上，包括各種技術，如導流、RTM、壓模、高壓釜、纏繞甚至 3D 打印；

• 將纖維拉過模具，如拉擠工藝。

這些工藝適用于制造殼狀結構或型材。CFIP 以全新的制造理念為基礎，可以用連續纖維增強材料高效制造高度優化的三維類結構。第一步是設計和制造帶有管狀空腔的零件。然后，將連續纖維與液態樹脂同時注入管狀空腔內，當樹脂固化時，最終的復合材料部件就制成了。該技術的知識產權受多項專利保護。三維打印技術可用于制造帶有管狀空腔的部件，這些管狀空腔在各個方向上都有復雜的軌跡。當與三維打印技術相結合時，CFIP 為連續纖維在最合適的方向上的排列帶來了最大的自由度，因此無論加載點和固定點位于何處，都可以直接連接，而無需額外的層。

關鍵原則

加壓樹脂產生的氣流可幫助連續纖維沿管狀空腔移動并起到潤滑作用。纖維還受到機械推動。纖維在加工過程中經過特殊處理。可使用碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和其他類型的纖維，CFIP 與熱塑性樹脂、熱固性樹脂和生物基樹脂兼容性良好。

CFIP 是一種無模技術，可用于加固使用任何制造技術和材料制造的部件。這包括用于加工聚酰胺、TPU 或 PEEK 等聚合物、鋁或鈦合金等金屬以及陶瓷材料的傳統技術和 3D 打印技術。在制造尺寸方面，CFIP 與大尺寸三維打印技術兼容。

CFIP 還可用于整體連接不同部件，通過注入連續纖維，實現端到端的纖維連續性，從而實現超高的連接性能。這種獨特的能力使高效制造多材料、多工藝結構成為可能。根據機械要求以及成本和生產目標，在正確的位置使用正確的材料和工藝（圖 1）。

CFIP 和可持續性

與傳統的復合材料制造方法相比，CFIP可以提高材料利用效率。通過只在需要的地方精確注入纖維，它可以減少浪費，降低材料成本，尤其是在使用碳纖維等昂貴纖維時。當與三維打印技術相結合時，CFIP 可大幅提高買飛比，尤其是與通過減材制造方法制造的部件相比。

輕量化的部件可以在結構的生命周期內節約大量能源，尤其是在運輸應用中，有助于降低碳排放量。作為一項專注于減輕重量的技術，CFIP 在降低航空航天和陸地車輛的燃料消耗方面發揮著重要作用。CFIP工藝生產的零部件，通過降低燃料使用成本，減少排放到大氣中的污染物，有助于實現更清潔的環境。

圖2 由 6 種不同的 3D 打印木基生物聚合物部件制成的橫梁，通過 CFIP 使用連續碳纖維和生物基樹脂進行加固和整體連接

此外，CFIP 與有助于減少部件碳足跡的材料兼容，包括生物基樹脂或熱塑性樹脂以及亞麻等天然纖維（圖 2）。關于可回收性，在使用壽命結束時，可根據具體的材料組合，通過各種方法將原材料和注塑加固材料分離。分離后，每種材料都可以使用最先進的方法進行回收，從而進一步提高這種方法的可持續性。