復合材料的物理性能以纖維為主。這意味著，當樹脂和纖維結合在一起時，它們的性能與單個纖維的性能非常相似。測試數據表明，纖維增強材料是承載大部分載荷的組件。因此，在設計復合結構時，面料選擇至關重要。

通過確定項目中所需的加固類型開始該過程。一般制造商可以從三種常見的增強材料中進行選擇：玻璃纖維、碳纖維和Kevlar?（芳綸纖維）。玻璃纖維往往是通用選擇，而碳纖維提供高剛度和 Kevlar? 高耐磨性。請記住，織物類型可以在層壓板中組合形成混合疊層，具有不止一種材料的優點。

一旦確定了面料系列，請選擇適合工作需求的重量和編織樣式。織物的盎司重量越輕，越容易懸垂在高度輪廓的表面上。輕量級也使用較少的樹脂，因此整個層壓板仍然更輕。隨著織物變得更重，它們變得不那么靈活。中等重量保留了足夠的柔韌性以覆蓋大多數輪廓，它們對部件的強度有很大貢獻。它們非常經濟，可生產用于汽車、船舶和工業應用的堅固輕質部件。編織粗紗是相對較重的增強材料，通常用于造船和模具制造。

織物的編織方式被認為是其圖案或風格。從三種常見的編織樣式中進行選擇：平紋、緞紋和斜紋。平紋編織款式最便宜，相對最不柔韌，但剪裁時它們可以很好地結合在一起。線的頻繁上/下交叉降低了平紋組織的強度，盡管它們仍然足以滿足除最高性能應用之外的所有應用。

緞紋和斜紋織物比平紋織物更柔軟、更結實。在緞紋編織中，一根緯紗漂浮在三到七根其他經線上，然后縫合在另一根經線下。在這種松散的編織類型中，線的運行時間更長，保持了纖維的理論強度。斜紋編織提供緞面和素色風格之間的折中，以及通常理想的人字形裝飾效果。

技術提示：為了增加織物的柔韌性，將其從卷筒上以 45 度的傾斜角剪下。以這種方式剪裁時，即使是最粗糙的織物也能更好地懸垂在輪廓上。

玻璃纖維增強材料

玻璃纖維是復合材料行業的基礎。自 1950 年代以來，它已被用于許多復合材料應用中，并且其物理特性已被很好地理解。玻璃纖維重量輕，具有中等的拉伸和壓縮強度，可承受損壞和循環載荷，并且易于處理。

玻璃纖維是所有可用復合材料中使用最廣泛的。這主要是由于其相對較低的成本和適中的物理性能。玻璃纖維非常適合日常項目和不需要太高要求的纖維織物增加強度和耐用性的部件。

為了最大限度地提高玻璃纖維的強度性能，它可以與環氧樹脂一起使用，并且可以使用標準層壓技術進行固化。它非常適用于汽車、船舶、建筑、化工和航空行業的應用，并且常用于體育用品。

Kevlar? 增強材料

Kevlar? 是最早在纖維增強塑料 (FRP) 行業獲得認可的高強度合成纖維之一。復合材料級Kevlar?重量輕，具有出色的比抗張強度，并被認為高度抗沖擊和耐磨。常見的應用包括輕型船體，如皮劃艇和獨木舟、飛機機身面板和壓力容器、防割手套、防彈衣等。Kevlar? 與環氧樹脂或乙烯基酯樹脂一起使用。

碳纖維增強材料

碳纖維的含碳量高達 90%以上，在 FRP 行業中具有最高的極限拉伸強度。事實上，它還擁有業內最大的抗壓強度和彎曲強度。加工后，這些纖維結合起來形成碳纖維增強材料，如織物、絲束等。碳纖維增強材料提供高比強度和比剛度，它通常比其他纖維增強材料更昂貴。

為了最大限度地提高碳纖維的強度特性，它應與環氧樹脂一起使用，并且可使用標準層壓技術進行固化。它非常適用于汽車、船舶和航空航天等領域的應用，并且經常應用于體育用品。

原文始發于微信公眾號（艾邦高分子）：玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維：如何選擇合適的增強材料