Elyaf takviyeli kompozitler (FRC’ler) iki veya daha fazla bileşenden oluşur: bir matris ve bir takviye. Matris genellikle takviyeyi bir arada tutan ve çevresel hasardan koruyan bir polimer, metal veya seramiktir. Takviye ise tipik olarak kompozite dayanımını ve rijitliğini veren bir elyaftır — karbon, cam veya aramid.
FRC imalatı dört ana adıma ayrılır: elyaf hazırlığı, matris hazırlığı, elyaf emprenyesi ve kompozit konsolidasyonu.
Elyaf hazırlığı
Bu adım, kompozitte kullanılan elyaf türünün, biçiminin ve yönelimin seçilmesini içerir. Elyaf türü kompozitin mekanik ve ısıl özelliklerini — çekme dayanımı, modül, ısıl genleşme katsayısı — şekillendirir. Elyaf biçimi, kompozitin istenen şekline ve ölçüsüne bağlı olarak sürekli veya süreksiz olabilir. Elyaf yönelimi, yükleme koşullarına ve tasarım gereksinimlerine bağlı olarak tek yönlü, iki yönlü veya çok yönlü olabilir.
Matris hazırlığı
Bu adım, kompozitte kullanılan matris türünün ve biçiminin seçilmesini içerir. Matris türü kimyasal ve fiziksel özellikleri — korozyon direnci, yoğunluk, erime noktası — etkiler. Matris biçimi, işleme yöntemine ve kürlenme koşullarına bağlı olarak sıvı veya katı olabilir. Sıvı matrisler genellikle kürlenmek ve sertleşmek için ısı veya kimyasal ajanlar gerektiren termoset polimerlerdir; katı matrisler ise genellikle erimek ve akmak için ısı ve basınç gerektiren termoplastik polimerler veya metallerdir.
Elyaf emprenyesi
Bu adım, elyafları ve matrisi bir ön şekle (preform) veya bir prepreg’e birleştirir. Preform, nihai kompozitin şekline ve ölçülerine sahip ancak henüz kürlenmemiş veya konsolide edilmemiş yarı mamul bir üründür. Prepreg ise kısmen kürlenmiş veya stabilize edilmiş, daha sonra kullanılmak üzere saklanabilen önceden emprenye edilmiş bir elyaftır. Elyafların matrislerle emprenye edilme yöntemleri arasında elle yatırma, püskürtme yatırma, filaman sarma, pultrüzyon, reçine transfer kalıplama, vakum infüzyon, otoklav kalıplama, sıkıştırma kalıplama, enjeksiyon kalıplama ve damgalama şekillendirme bulunur.
Kompozit konsolidasyonu
Bu son adım, preforma veya prepreg’e ısı ve basınç uygulayarak elyafları ve matrisi katı bir kompozite kürler ve bağlar. Kürleme, matrisin moleküllerini rijit bir ağa çapraz bağlayan kimyasal reaksiyonları içerir; bağlanma ise elyafları ve matrisi birbirine yapıştıran fiziksel etkileşimleri içerir. Bu konsolidasyon prosesi kompozitin kalitesini ve performansını — boşluk içeriği, reçine dağılımı, elyaf hacim oranı, arayüz dayanımı ve artık gerilme — şekillendirir.