在復合材料制件制造過程中由于環境、原材料缺陷、工藝規范和結構設計不合理等因素會產生各種缺陷，制造缺陷的存在嚴重影響了復合材料的性能和使用壽命，甚至還會導致復合材料制件的報廢，造成重大經濟損失。因此，制造缺陷的控制技術是目前先進樹脂基復合材料成型工藝領域的重要研究內容。

1、 制造缺陷的類型及對比分析

　　在復合材料產品中主要缺陷的比例從高到低依次為分層、孔隙、氣孔、富脂、貧膠、脫粘、疏松、變形和弱粘，其中分層所占比例{zg}，超過50%，氣孔、孔隙的比例也比較高，其他缺陷比例相對較低。無損檢測結果只能提供復合材料層間的結合信息，但無法給出缺陷的形成原因。氣孔和孔隙形成機制基本相同,主要來源均是夾雜空氣、吸濕水、揮發性溶劑等，氣孔是孔隙長大到一定程度，呈宏觀狀態出現的一種缺陷形式，在無損檢測中二者的區別：①面積大小不同；②氣孔多以單個狀態出現，而孔隙多呈密集型分布。復合材料在制造過程中分層的產生機制極為復雜，且分層和氣孔的超聲A掃描波形極為類似，主要是根據有無底波和缺陷面積來界定分層和氣孔的，一般如底波消失的缺陷或根據檢測標準達到一定面積的氣孔均判為分層。

2、 結構形式對制造缺陷影響作用的統計結果與分析

　　由于復合材料成型過程的復雜性，結構形式的多樣化和成型工藝的差異，引起成型過程受力和溫度分布的復雜，致使樹脂流動形式比平板復雜得多，產生的缺陷類型及分布也有所不同，統計結果顯示制造缺陷與制件的結構形式有一定的關聯性。下面就構形要素、幾何要素、工藝要素對制造缺陷及其分布的影響逐一分析。

3.1 構形要素對制造缺陷的影響

　　根據制件截面形狀,制件構形主要有(等厚度、非等厚度)層板、L形、U形、工形和盒形。

　　采取同樣成型工藝不同構形制件出現缺陷的比例有很大的差異，構形越復雜則出現缺陷的比例越高，構形越簡單則反之。以工形制件的成型技術為例，其構形主要由2個U形、2個突緣、2個填料分開鋪疊、預吸膠，再組裝在一起而成，結構中存在拐角曲率和填充區，成型時需多個模具配合，因此結構的復雜增加了其成型的難度,出現缺陷的比例也隨之增加，缺陷件比例高達17.4%。

　　U型、盒型結構相對簡單，成型工藝較易實現，缺陷件比例稍低(8%左右)；層板、L形最為簡單,缺陷件比例也是{zd1}的(2%左右)。由于統計的層板結構主要是非等厚層板，非等厚層板存在厚度突變區，其結構不對稱程度相對L形復雜些，所以致使層板類制件出現缺陷的比例比L形制件稍大些。

　　相對孔隙而言，分層的形成機制較為復雜，成因較多，一方面復雜制件結構上的非對稱性和復雜性會造成纖維分布不均，以及結構中溫度分布不均，降溫過程中制件內部產生較大的內應力，會導致分層；另一方面如排氣不暢，成型過程中氣孔長大形成分層,其形成機制與孔隙相同；此外還有可能預浸料局部污染、夾雜等造成分層。因此，分層不易控制，缺陷件比例因結構形式的差異而相差較大，構形復雜的工形制件分層比例{zg}可以達到11.2%，制件簡單的層板和L形制件可以控制在3%以下。

3.2　幾何要素對制造缺陷的影響

某一種構形要素往往是多種幾何要素的集合體，即在一個制件中通常存在多種幾何要素，如厚度、曲率、變厚梯度等，所以構形要素對制造缺陷的影響是多種幾何要素綜合作用的結果。本文根據缺陷出現位置的幾何特征，提取了具有共性的幾何要素：層板厚度、變厚梯度、外形曲率、自由邊界、纖維非連續，并統計分析了不同幾何要素對制造缺陷的影響規律。

統計結果顯示層板厚度對分層、氣孔影響較大，制件較厚時，成型過程中厚度方向存在溫差，有時外表面樹脂已凝膠而內部尚未凝膠，夾雜空氣和揮發份不易排出，會在制件內部形成氣孔和孔隙、制件外表面產生疏松和分層。變厚梯度區由于鋪層長短不同，互相搭接，存在纖維很難填充到的三角區和纖維不連續區，加之樹脂的二維流動和纖維的滑移，容易引起應力集中，因此，變厚梯度會導致分層和富脂。

　　本文統計的含曲率制件多采用陽模成型，如果曲率半徑過小、則預浸料鋪層鋪覆時與模具配合不好，橡膠軟模傳壓的均勻性降低，造成預浸料層間密實不好，最易產生分層。自由邊界產生的缺陷具有一定的隨機性，分層、疏松相對多些，在復雜制件的邊緣部位為防止樹脂流失多存在橡膠擋條，如擋條高度與制件高度不相當時會導致邊緣部位加壓不好，因此會產生分層與疏松缺陷。纖維非連續主要是指裝配件的釘孔處,由于釘孔時外力的沖擊損傷會產生分層。

3.3　工藝要素對制造缺陷的影響

從成型工藝考慮,本文統計的制件主要采用了3種工藝方法：固化、膠接共固化、二次膠接。固化工藝主要是指制件經預吸膠后再固化成型；膠接共固化是把一個或多個已固化成型而另一個或多個尚未固化的制件通過膠模，在一次固化中固化并膠接成一個整體制件；二次膠接主要是指兩個或多個已固化成型的制件經膠模固化膠接在一起。不同成型方法所產生缺陷的種類和所占比例有所不同。

3種工藝對分層的影響均較大；膠接共固化工藝對各類缺陷均有所影響，除分層外其他類型的缺陷可能是已固化制件中的原有缺陷，也可能是未固化制件經膠接共固化工藝后產生的，而分層除上述原因外還可能是原有分層在經歷二次熱壓成型后發生擴展，可見分層產生機制的復雜性；二次膠接工藝最易產生脫粘和弱粘，其中脫粘比例明顯大于其他工藝對缺陷的影響，這是由于采用二次膠接工藝的主要是蜂窩夾層結構，在該類制件中為保證板芯膠接質量有時不可避免造成板板膠接質量不好，造成脫粘或弱粘，所以脫粘這一類缺陷受膠接工藝影響{zd0}