复合材料制造正处在一个关键转折点。
在过去几十年里，高压釜固化几乎等同于“航空级复合材料”的代名词；而今天，非高压釜（Out-of-Autoclave，OOA）工艺正在迅速缩小性能差距，同时深刻改变成本结构、产能策略与工厂布局方式。
本文从工程与制造现实出发，对高压釜与 OOA 工艺进行系统对比：
它们各自解决什么问题、差异在哪里，以及工程师在真实生产环境中是如何做选择的。
1. 高压釜工艺到底解决了什么问题
高压釜固化的本质，是在受控温度 + 外部高压环境下对复合材料层合结构进行致密化。
典型流程包括：
预浸料铺层于刚性模具上
真空袋封装，初步排气
放入高压釜
加热至 120–180 °C
同时施加 6–10 bar 外部压力
外部压力是高压釜的核心价值。
它可以在树脂流动阶段主动压塌微孔、挤出多余树脂，并强制树脂进入纤维间隙，从而获得：
极低孔隙率（通常 <1%）
高纤维体积分数（约 60–65%）
稳定的层间结合质量
高度可重复的力学性能
正是这种高度确定性，使高压釜在安全关键结构中长期占据主导地位。
2. 非高压釜（OOA）真正改变了什么
OOA 工艺的核心变化在于：
取消外部加压容器，不再依赖高压釜。
取而代之的是：
真空袋内接近 1 bar 的压差
在烘箱、加热模具或热压设备中受控升温
专门为低压固化设计的树脂体系
OOA 并不是单一工艺，而是一组制造路线的总称，包括：
仅真空袋（VBO）预浸料烘箱固化
RTM / VARTM（真空灌注）
树脂膜灌注（RFI）
平衡压力系统（如 Quickstep）
它们的共同特征是：
在没有高外压的条件下完成致密化。
3. 真正推动 OOA 成熟的不是设备，而是材料
早期 OOA 失败的原因，并不在于“没有高压釜”，而在于：
直接拿高压釜用的预浸料去做真空固化。
现代 OOA 材料通过以下方式解决问题：
纤维并非完全浸渍，保留排气通道
设计微观“呼吸路径”用于排出空气和挥发物
更低的初始树脂黏度
更长的凝胶时间，给排气留出窗口
在工艺匹配得当的情况下，一些 OOA 预浸料体系已能实现 <1–2% 孔隙率，在结构性能上接近高压釜制品。
决定 OOA 成败的，不是有没有压力釜，而是材料与工艺是否为彼此而设计。
4. 固化逻辑的本质差异：压力 vs 时间与控制
高压釜固化逻辑
外部压力主动消除孔隙
树脂在压力下快速流动
工艺窗口相对宽容
升温、保温、冷却全程受压
OOA 固化逻辑
仅依靠真空压差
空气与挥发物必须在凝胶前排出
固化曲线通常包含：
低温长保温（50–80 °C）
缓慢升温至固化温度（120–130 °C）
必要时后固化（160–180 °C）
OOA 用时间与过程纪律，换取对压力的依赖。
5. 性能差距到底有多大？
强度与刚度
高压釜仍是性能基准
优化 OOA 工艺可达到高压釜 90–100% 的拉伸、压缩性能
层间剪切性能对孔隙更敏感
孔隙率
高压釜：通常 <0.5–1%
OOA：常见 1–3%，优化后可 <1%
疲劳与耐久性
在孔隙受控前提下，OOA 与高压釜在疲劳寿命和环境稳定性上差异不大
真空、湿度控制不当会显著放大 OOA 风险
现实结论：工艺控制水平，比工艺名称更重要。
6. 设备与基础设施的现实差距
高压釜体系
压力容器本体：通常数百万美元
厂房加固与安全系统
能耗极高
尺寸与产能受釜体限制
OOA 体系
工业烘箱或加热模具
真空系统与监控
无压力容器
投资成本通常低一个数量级
易于并行扩产
对大型结构而言，高压釜不仅贵，而且在物理尺寸上不可行。
7. 成本、能耗与可持续性
高压釜的成本并不只来自设备本身：
加热巨大金属容器
长周期升温与保温
压力系统维护
相比之下，OOA 通常可实现：
制造成本降低 30–40%
单件能耗降低 50–70%
更小的碳足迹
更灵活的生产布局
在 ESG 与能耗指标成为采购条件的背景下，OOA 已成为战略工具。
8. 产能与规模化能力
高压釜是典型的批次瓶颈
OOA 可通过多烘箱并行、模内固化、与 AFP 联线实现扩展
这正是商用航空、汽车等对节拍敏感行业，持续向 OOA 倾斜的根本原因。
9. 各行业的真实选择
航空航天
高压釜：传统项目、极限关键结构
OOA：新机型、大型蒙皮、二级及部分一级结构
汽车
几乎全面采用 OOA
高压釜仅用于超低产量超级跑车
风电与船舶
几乎完全 OOA（尺寸与成本决定一切）
国防与航天
高压釜与 OOA 并存
依据任务风险与部署节奏选择
10. 技术趋势：差距仍在缩小
推动 OOA 快速成熟的关键方向包括：
带排气通道的预浸料结构
快速固化 OOA 环氧与 BMI
半加压 OOA 混合工艺
介电、光纤传感的实时固化监控
自动化铺层与真空封装
面向可持续的材料体系
11. 工程师的真实决策逻辑
选择高压釜，当：
认证余量不可妥协
极低孔隙率是硬性要求
尺寸适配釜体
产量中低
选择 OOA，当：
结构尺寸大或高度集成
成本、能耗、节拍重要
性能接近即可接受
需要规模化扩产
成熟制造商，往往两者并用，而非二选一。
结论
高压釜仍是性能参考点。
非高压釜，正在成为制造现实。
今天真正的问题已经不是：
“OOA 能不能达到要求？”
而是：
“在什么情况下，高压釜还值得它的成本？”
这个问题，将定义未来十年的复合材料制造路线。
苏ICP备2022047254号
