近年來，熱壓罐成型方法被視為“高成本”的復合材料結(jié)構(gòu)制造方法，而被排除于“低成本方法”概念體系之外，將樹脂轉(zhuǎn)移方法與之形成新舊對勢，似乎熱壓罐成型方法應走向淘汰之路。其實，熱壓罐成型方法在工程應用上無論在成熟度還是在規(guī)?；矫嫒允钱斀窈教祛I域復合材料結(jié)構(gòu)件的主要成型方法，這是由它的特點決定的：
（1）罐內(nèi)壓力和溫度均勻。在它們共同作用下，可滿足復合材料高纖維含量的要求，其復合材料具有較高的力學性能和較穩(wěn)定的物理性能，例如復合材料結(jié)構(gòu)件的孔隙率低，樹脂含量均勻。
（2）熱壓罐成型方法適用范圍廣。例如層壓結(jié)構(gòu)、夾芯結(jié)構(gòu)、膠接結(jié)構(gòu)和縫紉結(jié)構(gòu)。模具相對比較簡單，效率高，尤其適用于大型的具有高性能要求的復合材料結(jié)構(gòu)件的成型。
為了滿足飛機樹脂基復合材料的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)航空主機制造企業(yè)已有熱壓罐30余臺，其中1/3是從國外進口的，生產(chǎn)面積達20萬平米，大多數(shù)設備的技術參數(shù)和廠房條件可滿足民機復合材料結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)的要求。以此成型方法為基礎，在材料改性、工藝參數(shù)優(yōu)化、厚度尺寸和變形控制、模具設計及制造，無損檢測、損傷修復等方面進行了大量的實驗研究，其成果在工程化中得到驗證，并且形成了相關標準規(guī)范。近年來飛機對復合材料的性能要求更為苛刻，為了提高復合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)效率和保證復合材料結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的一致性，各主機制造企業(yè)先后購置復合材料專用設計/制造軟件（如Fibersim軟件）和與之相配套的預浸料自動下料機、激光投影儀、自動C掃描無損檢測設備以及五坐標數(shù)控鉆銑設備。有的航空企業(yè)還購置了或正在購置自動鋪帶機、超聲波蜂窩銑床以及帶柔性夾具的數(shù)控加工設備。復合材料結(jié)構(gòu)設計/制造完整的數(shù)字化生產(chǎn)線正在被打通，年產(chǎn)85t以上復合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)能力已經(jīng)形成。因此這其中至少有1/2的剩余生產(chǎn)力可以用于大型飛機復合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。
至于熱壓罐成型方法如何降低成本，國內(nèi)也做了不少的研究工作，例如，預浸料“零吸膠”的實現(xiàn)，輔助材料的國產(chǎn)化，共固化模具結(jié)構(gòu)熱效率的提高和組裝形式的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)件進罐的合理組合以及隨爐件測試項目的合理化等方面都有效地促進了制造成本的降低。以某飛機復合材料結(jié)構(gòu)件為例，每生產(chǎn)1kg復合材料結(jié)構(gòu)件，可以節(jié)約制造成本1200多元。若在制造大型復合材料結(jié)構(gòu)件中預浸料鋪覆改為采用自動鋪疊，生產(chǎn)效率會明顯提高，制造成本將繼續(xù)下降。因此，將其視為“高成本”的制造方法是不準確的，該成型方法經(jīng)過了30多年的技術發(fā)展，其完整性及成熟度無疑對大型飛機結(jié)構(gòu)復合材料的應用進入快行道具有重要的意義。
另外，由于真空輔助成型（VARI）工藝在降低復合材料制造成本及大型構(gòu)件整體成型方面的優(yōu)勢，近年來受到業(yè)界的廣泛重視。國內(nèi)有關單位開發(fā)了適用于VARI工藝的樹脂體系，并驗證了其工藝方法，研究了其復合材料的性能，試制了相關的典型件。盡管該工藝試制的復合材料性能與熱壓罐法的基本相當，但要滿足高性能復合材料結(jié)構(gòu)的要求還有不少的研究工作要做。因此，現(xiàn)階段應發(fā)揮熱壓罐加壓固化的優(yōu)點，彌補VARI工藝真空加壓的不足，揚長避短，這也是降低熱壓罐成型方法制造成本的一條有效技術途徑。
魯ICP備2021047099號