Os compósitos reforçados com fibra (FRCs) consistem em dois ou mais componentes: uma matriz e um reforço. A matriz costuma ser um polímero, metal ou cerâmica que une o reforço e o protege de danos ambientais. O reforço costuma ser uma fibra (de carbono, vidro ou aramida) que dá ao compósito sua resistência e rigidez.
A fabricação dos FRCs se divide em quatro etapas principais: preparação das fibras, preparação da matriz, impregnação das fibras e consolidação do compósito.
Preparação das fibras
Esta etapa envolve a escolha do tipo, da forma e da orientação das fibras usadas no compósito. O tipo de fibra define as propriedades mecânicas e térmicas do compósito: resistência à tração, módulo, coeficiente de dilatação térmica. A forma da fibra pode ser contínua ou descontínua, conforme o formato e o tamanho desejados do compósito. A orientação das fibras pode ser unidirecional, bidirecional ou multidirecional, conforme as condições de carga e os requisitos de projeto.
Preparação da matriz
Esta etapa envolve a escolha do tipo e da forma da matriz usada no compósito. O tipo de matriz afeta as propriedades químicas e físicas: resistência à corrosão, densidade, ponto de fusão. A forma da matriz pode ser líquida ou sólida, conforme o método de processamento e as condições de cura. As matrizes líquidas costumam ser polímeros termofixos, que exigem calor ou agentes químicos para curar e endurecer; as matrizes sólidas costumam ser polímeros termoplásticos ou metais, que exigem calor e pressão para fundir e escoar.
Impregnação das fibras
Esta etapa combina as fibras e a matriz em uma pré-forma ou em um pré-impregnado. A pré-forma é um produto semiacabado com o formato e as dimensões do compósito final, mas ainda não curado nem consolidado. O pré-impregnado é uma fibra pré-impregnada, parcialmente curada ou estabilizada, que pode ser armazenada para uso posterior. Os métodos de impregnar as fibras com as matrizes incluem laminação manual, laminação por aspersão, enrolamento filamentar, pultrusão, moldagem por transferência de resina, infusão a vácuo, moldagem em autoclave, moldagem por compressão, moldagem por injeção e conformação por estampagem.
Consolidação do compósito
Esta etapa final aplica calor e pressão à pré-forma ou ao pré-impregnado, o que cura e une as fibras e a matriz em um compósito sólido. A cura envolve reações químicas que reticulam as moléculas da matriz em uma rede rígida; a união envolve interações físicas que fazem as fibras e a matriz aderirem. Esse processo de consolidação define a qualidade e o desempenho do compósito: teor de vazios, distribuição da resina, fração volumétrica de fibras, resistência interfacial e tensão residual.