三维编织复合材料是仿织复合材料之一，是由采用编织技术织造的纤维编织物（又称三维预成形件）所增强的复合材料，其具有高的比强度、比模量、高的损伤容限和断裂韧性、耐冲击、抗开裂和疲劳等优异特点。三维编织复合材料作为一种先进的复合材料，倍受工程界关注，业已成为航空、航天领域的重要结构材料，并在汽车、船舶、建筑领域、体育用品和医疗器械等方面得到了广泛应用。

    三维编织复合材料的发展是因为单向或二向增强材料所制得的复合材料层间剪切强度低、抗冲击性能差、不能用作主承力件，L.R.Sanders于1977年把三维编织技术引入工程应用中。所谓3D编织技术是通过长短纤维在空间按一定的规律排列，相互交织而获得的三维无缝合的完整结构，使复合材料不再存在层间问题，且抗损伤能力大大提高。其工艺特点是能制造出各种规则形状及异形实心体，并可使结构件具有多功能性，即编织多层整体构件。目前三维编织的方式大约有20多种，但常用的有4种，分别是极线编织（polar braiding）、斜线编织（diagonal braiding or packing braiding）、正交线编织（orthogonal braiding）和绕锁线编织（warp interlock braiding）。三维编织中又有多种型式，例如二步法三维编织、四步法三维编织、多步法三维编织[1]。

树脂传递模塑法发展史

    三维编织复合材料成型工艺主要有树脂传递模塑法[2]（RTM，Resin Transfer Molding），它是将液态树脂注入闭合模具中浸润增强材料并固化成型的工艺方法，是近年来发展迅速地适宜多品种、中批量、高质量先进复合材料制品生产地成型工艺，它是一种接近最终形状部件的生产方法，基本无需后续加工。

    RTM技术起源于20世纪40年代的“MARCO”方法，最初是为成型飞机雷达罩发展起来的。RTM虽然成本较低，但其技术要求较高，特别是对原材料及模具的要求较高，大规模推广有一定的困难，因而发展缓慢。到了20世纪80年代，由于工业发达国家对生产环境要求的各项法规日趋严格；同时，随着原材料、工艺的发展和成型技术的不断进步，加上RTM工艺自身诸多的优点，例如，模制件公差小、有很高的表面质量、比SMC（Sheet Molding Compound），片状模塑料模塑压力小、生产加工组织方式多种多样、投资少、生产效率较高等特点而受到各国的重视。80年代末，随着世界政治经济形势的变化，RTM被认为是解决先进复合材料高成本问题的重要技术之一。日本将RTM 和拉挤两项工艺推荐为最有发展前途的工艺。美国NASA将RTM技术列入其先进复合材料计划（ACT计划），并组织开展了大量的研究工作，同时民用复合材料界在生产成本、生产周期和环保新要求的压力下出现了RTM研究和应用的热潮。

    1985年前后，以缩短成型周期、提高表面质量平顺性和提高质量稳定性为目标的第二代RTM 开始得到应用。以更高效率为特点的第三代RTM成型工艺在20世纪90年代中期开始得到应用。

    国内RTM 工艺起步于20世纪80年代末期，受当时国际RTM技术高速发展的影响，RTM注射设备和工艺方法一度形成“热点”。但是由于受当时原材料配套系统不完善和基础工艺理论研究欠缺的影响，未能形成规模化生产，大部分设备都处于闲置状态。20世纪90年代以后，国内一些单位（如天津工业大学复合材料研究所）积极研究和推广RTM工艺技术，从原材料、产品设计、模具设计与制造、表面技术和基础理论以及工业化生产技术等方面，开展了系统的研究工作。进入21世纪后，随着三维编织技术的快速发展，RTM工艺技术在飞机结构部件和其他军用设施和产品上得到了较多应用，随着Light-RTM和SCRIMOP在游艇和风机叶片上的应用，该类型工艺的应用优势越来越多地得到了大家的认可。

    RTM工艺一个重要的发展方向是大型部件的整体成型。其工艺方法以VARTM、Light-RTM、SCRIMP工艺为代表。RTM工艺技术的研究和应用涉及多种学科和技术，是当前国际复合材料最活跃的研究领域之一。其主要研究方向包括：低粘度、高性能树脂体系的制备及其化学动力学和流变特性；纤维预成形体的制备及渗透特性；成型过程的计算机模拟仿真技术；成型过程的在线监控技术；模具优化设计技术；新型工艺设备的开发；成本分析技术等。

RTM工艺特点

    RTM以其优异的工艺性能，广泛地应用于舰船、军事设施、国防工程、交通运输、航空航天和民用工业等领域[3]。其主要特点如下：

（1）模具制造和材料选择灵活性强，根据不同的生产规模，设备的变化也很灵活，制品产量在1000～20000件/年之间。

（2）能够制造具有良好表面质量、高尺寸精度的复杂部件，在大型部件的制造方面优势更为明显。

（3）易实现局部增强、夹芯结构；灵活地调整增强材料的类型、结构设计，以满足从民用到航空航天工业不同性能的要求。

（4）纤维含量最高可达60%。

（5）RTM成型工艺属于一种闭模操作工艺，工作环境清洁，成型过程苯乙烯排放量小。

（6）RTM成型工艺对原材料体系要求严格，要求增强材料具有良好的耐树脂流动冲刷性和浸润性，要求树脂黏度低，高反应活性，中温固化，固化放热峰值低，浸渍过程中黏度较小，注射完毕后能很快凝胶。

（7）低压注射，一般注射压力<30psi（1psi=68.95Pa），可采用玻璃钢模具（包括环氧模具、玻璃钢表面电铸镍模具等），模具设计自由度高，模具成本低。

（8）制品孔隙率较低。与预浸料模压工艺相比，RTM工艺无须制备、运输、贮藏冷冻的预浸料，无须繁杂的手工铺层和真空袋压过程，也无须热处理时间，操作简单。

    但是RTM 工艺由于在成型阶段树脂和纤维通过浸渍过程实现赋形，纤维在模腔中的流动、纤维浸渍过程中以及树脂的固化过程都对最终产品的性能有很大的影响，因而导致了工艺的复杂性和不可控性增大。