A szálerősítésű kompozitok (FRC) két vagy több összetevőből állnak: egy mátrixból és egy megerősítésből. A mátrix általában polimer, fém vagy kerámia, amely összeköti a megerősítést és védi a környezeti károsodástól. A megerősítés jellemzően szál – szén-, üveg- vagy aramidszál –, amely a kompozitnak szilárdságot és merevséget ad.
Az FRC-k gyártása négy fő lépésre bontható: szálelőkészítés, mátrix-előkészítés, szálátitatás és kompozit-tömörítés.
Szálelőkészítés
Ez a lépés a kompozitban használt száltípus, szálforma és szálirány kiválasztását jelenti. A száltípus alakítja a kompozit mechanikai és hőtani tulajdonságait – szakítószilárdság, modulus, hőtágulási együttható. A szálforma lehet folytonos vagy szakaszos, a kompozit kívánt alakjától és méretétől függően. A szálirány lehet egyirányú, kétirányú vagy többirányú, a terhelési feltételektől és tervezési követelményektől függően.
Mátrix-előkészítés
Ez a lépés a kompozitban használt mátrixtípus és mátrixforma kiválasztását jelenti. A mátrixtípus befolyásolja a kémiai és fizikai tulajdonságokat – korrózióállóság, sűrűség, olvadáspont. A mátrixforma lehet folyékony vagy szilárd, a feldolgozási módszertől és kikeményedési körülményektől függően. A folyékony mátrixok általában hőre keményedő polimerek, amelyek kikeményedéséhez és megkeményedéséhez hő vagy vegyi anyagok kellenek; a szilárd mátrixok általában hőre lágyuló polimerek vagy fémek, amelyek megolvadásához és folyásához hő és nyomás szükséges.
Szálátitatás
Ez a lépés a szálakat és a mátrixot előformába vagy prepregbe egyesíti. Az előforma félkész termék, amelynek a végső kompozit alakja és méretei megvannak, de még nem keményedett ki és nem tömörödött. A prepreg előre átitatott szál, amely részben kikeményedett vagy stabilizált, és későbbi felhasználásra tárolható. A szálak mátrixszal való átitatásának módszerei közé tartozik a kézi laminálás, a szórt laminálás, a szálcsévélés, a pultrúzió, a gyantaátviteli formázás, a vákuuminfúzió, az autoklávos formázás, a présformázás, a fröccsöntés és a bélyegformázás.
Kompozit-tömörítés
Ez az utolsó lépés hőt és nyomást alkalmaz az előformára vagy prepregre, a szálakat és a mátrixot tömör kompozittá keményítve és összekötve. A kikeményítés olyan kémiai reakciókat foglal magában, amelyek a mátrix molekuláit merev hálózattá térhálósítják; a kötés olyan fizikai kölcsönhatásokat jelent, amelyek összetapasztják a szálakat és a mátrixot. Ez a tömörítési folyamat alakítja a kompozit minőségét és teljesítményét – üregtartalmát, gyantaeloszlását, szál-térfogatarányát, határfelületi szilárdságát és maradó feszültségét.