本文分析了纖維纏繞成型工藝所用設(shè)備的發(fā)展歷程，指出其優(yōu)缺點，并對今后發(fā)展提出建議。
本文分析了纖維纏繞成型工藝所用設(shè)備的發(fā)展歷程，指出其優(yōu)缺點，并對今后發(fā)展提出建議。
1946年，纖維纏繞技術(shù)在美國注冊，纖維纏繞成型工藝開始發(fā)展。按形成螺旋線的主運動方式，所用纏繞機的布局類型在20世紀60年代已基本完成 ，如圖1至圖12所示。
1965年，北京251廠設(shè)計了我國首臺臥式纖維纏繞機“525”（圖 2），該纏繞機于 2011 年“退休”。1966年，251廠設(shè)計了圖3所示齒鏈?zhǔn)綑C械無級調(diào)節(jié)纏繞規(guī)律的環(huán)鏈臥式纖維纏繞機，此機不用掛輪，可便捷地調(diào)節(jié)纏繞規(guī)律與排紗密度，生產(chǎn)了多種規(guī)格的氣瓶。從結(jié)構(gòu)布局上考慮，對生產(chǎn)15 L 及其以下氣瓶用的鏈條式纏繞機采取鏈傳動垂直面布置（圖4）；對生產(chǎn)20 L 及其以上氣瓶用的鏈條式纏繞機采取鏈傳動水平面布置，其鏈輪由前者的兩只變?yōu)樗闹弧?/span>
北京251廠（北京玻璃鋼研究院，時稱所）與哈爾濱玻璃鋼研究院（時稱所）分別于1965年和1966年推導(dǎo)出不同表述方式的纖維纏繞規(guī)律，并開發(fā)了機械控制的臥式纖維纏繞機。
1964年，哈爾濱玻璃鋼研究院成功研制軌道式纏繞機，這是我國臺纖維纏繞機。圖8所示為近年企業(yè)用國產(chǎn)軌道式纏繞機。
1966年，紡織工業(yè)部下達大型立式纖維纏繞機項目，七機部43所、中國紡織科學(xué)研究院、北京251廠、太原重型機械廠、陜西重型機械廠共五家單位參加。該項目于次年完成，迄今仍在使用。1984年，北京電力設(shè)備總廠引進了加拿大立式纏繞機。
美國在1963年便發(fā)布了滾轉(zhuǎn)式纏繞機，見圖13。2002年，哈爾濱玻璃鋼研究院為哈爾濱工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所設(shè)計了滾轉(zhuǎn)式纖維纏繞機，見圖14。
1974年，北京251廠成功研制X2型行星式纖維纏繞機 ，傳動系統(tǒng)中采用了三軸同心行星原理，見圖15與圖16。
近年在日本，芳綸纖維采用干法纏繞，纏后包覆基體樹脂。芳綸干法纖維纏繞機見圖17。
進入21世紀，纖維纏繞機實現(xiàn)主運動的布局方式有了新的發(fā)展。圖18至圖20所示為芯模雙軸向運動式纖維纏繞機。日本岐阜大學(xué)與村田機械有限公司開發(fā)了“多元供給纖維纏繞”（MFG-MultiSupply Filament Winding）機，其主軸同時作軸向直線移動與繞己軸線迴轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)螺旋線纏繞，見圖21。該機可以測地線和非測地線纏氣瓶，亦可生產(chǎn)管道。其采用180個碳纖維紗筒，實現(xiàn)自動化纏繞，提高了生產(chǎn)率，所產(chǎn)管道抗扭強度得到大幅提升，并擬生產(chǎn)汽車零部件。
出于多工位纏繞制的需要，龍門式纏繞機應(yīng)運而生，從而避免了因繞絲頭（有的還帶膠槽）行經(jīng)床身而對導(dǎo)軌造成污染。
近年由于引入了機器人，纖維纏繞機布局有許多變化，且為了提高生產(chǎn)率，出現(xiàn)了以生產(chǎn)線布局發(fā)展的趨勢。如北馬奇頓麥科羅公司（MikroSAM）開發(fā)的輔助機器人纖維纏繞自動生產(chǎn)線（圖22、圖23），從內(nèi)襯輸送，裝卸內(nèi)襯或纏繞好的工件，直到固化為成品，連續(xù)進行。可生產(chǎn)CNG罐、LPG罐、燃料電池用氫氣瓶等產(chǎn)品，單條生產(chǎn)線年產(chǎn)能逾6萬件。
2014年，上海萬格復(fù)合材料技術(shù)公司綜合五家德國公司和三家國內(nèi)公司技術(shù)，成功開發(fā)機器人纖維纏繞氣瓶自動生產(chǎn)線（圖24），已出口日本。臺灣地區(qū)購其十工位纏繞設(shè)備，生產(chǎn)的液化氣罐已獲德國認證。
英國泰斯金普公司（Cygnet Texkimp）率先推出世界高速3D纖維纏繞系統(tǒng)（圖25），可生產(chǎn)具有非線性中軸和多樣化截面的復(fù)合材料部件。
就控制而言，纖維纏繞機迄今已歷經(jīng)四個階段：機械式（二十世紀五六十年代）、數(shù)控式（20世紀70年代）、微機控制式（20世紀70年代后期迄今）、機器人（20世紀90年代至今）。
1947年，美國Kellog公司制造了世界臺機械纏繞機。機械式控制即借傳動系統(tǒng)本身調(diào)節(jié)控制。如鏈條式纏繞機，一般通過調(diào)整掛輪調(diào)出纏繞規(guī)律和排紗密度。常用工具書為掛輪選取表。計算排紗密度時到小數(shù)點后第8位，70年代前用手算，后用計算器算。微小的角位移會影響產(chǎn)品上的排線精度并導(dǎo)致不穩(wěn)定，故馬氏機構(gòu)一類的傳動不宜采用。值得一提的是河北省冀州市昌泉械器廠在2001年自行研發(fā)的“異類”纏繞機。其導(dǎo)絲頭運動由垂直面上的平面凸輪控制，無需張力系統(tǒng)，即可解決纏繞氣瓶類產(chǎn)品時兩端封頭處的收線問題。其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，然構(gòu)思，實為難得。
數(shù)控式纖維纏繞機在60年代中期由美國安德遜公司（Mc Clean Arderson）率先推出。1974年，哈爾濱玻璃鋼研究所引進西德 Joseph.Bayer 公司的WE-250型數(shù)字程序控制電液伺服纖維纏繞機（圖26）。該機為四軸：主軸旋轉(zhuǎn)，小車往復(fù)移動，繞絲頭垂直于主軸軸線垂直面伸縮，繞絲頭垂直于主軸軸線垂直面轉(zhuǎn)角擺動。該機紗架置于車上，車與繞絲頭和浸膠槽所在的小車同步往復(fù)移動，以減小纏繞紗的張力波動。航天43所也引進了西德公司的纏繞機。后北京251廠對引進的德國設(shè)備進行了分析，自行設(shè)計制造了一臺數(shù)控纖維纏繞機（圖27）。
20世紀80年代以來，微機控制纖維纏繞機（MCFW）發(fā)展甚快。廠家有美國安德遜公司、哥德華賽工程公司（Goldsworthy Engineering）、工程技術(shù)公司（ENTEC-Engineering Technology）、德國百事得（BSD）公司、華特與威瑟（Waltritisch & Wachter）公司等。現(xiàn)在國際市場上的纏繞機已達到六軸，如圖28所示。
哈爾濱玻璃鋼研究院曾引進美國工程技術(shù)公司5K-48-360型微機控制纖維纏繞機，該機采用兩臺微機，分別用于計算和控制。航天四院43所曾引進德國 Bayer公司 WEⅡ-220/1200-E-S/20型微機控制纖維纏繞機。該機出紗速度為1 m/s，除通用纏繞程序外，還能作各種非線性纏繞和零度鋪層，筒體、管、罐、球、錐等變徑旋轉(zhuǎn)體和某些非軸對稱體均可纏繞。該所還引進過俄羅斯纖維纏繞機。圖29與圖30所示分別為BSD 5型纖維纏繞機與MikroSAM新型自動化壓縮天然氣氣瓶生產(chǎn)線。
2004年創(chuàng)立的法國MFTech公司早研究機器人纏繞并將其商業(yè)化，由該公司提供的機器人纏繞設(shè)備充分利用了機器人的柔性，可采用抓取模具和帶動導(dǎo)絲頭兩種方式進行纏繞成型，見圖31、圖32。
成都曾考慮引進美國林肯（Lincoln）公司纏繞機生產(chǎn)氣瓶，時該司技術(shù)為國際高水平，設(shè)備自動化水平高，然對我國出口受限制，后購德BSD纏繞機。北京曾引進法國普拉斯特瑞克斯（Plastrecs）公司纏繞機生產(chǎn)氣瓶。歐洲的精密纏繞軟件較貴。我國有關(guān)單位引進德國纏繞機后加以完善，其功能大為提升。
20世紀90年代起，國內(nèi)一些大學(xué)和企業(yè)紛紛開展了MCFW和機器人纏繞機研發(fā)，如哈爾濱玻璃鋼研究院、武漢理工大學(xué)（圖33）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中船625所、武漢九迪復(fù)合材料公司、哈爾濱理工大學(xué)（圖34）、南京航空航天大學(xué)及其合作的上海萬格公司、蘇州中科時代電子技術(shù)公司、衡水華成公司、連云港中通公司、連云港唯德公司、石家莊萊德公司、湖南江南四棱數(shù)控機械有限公司、臺灣工業(yè)研究院、臺灣金財興公司等。2000年，筆者曾訪問位于新竹的工業(yè)研究院，得知其已成功研發(fā)了七軸纏繞機。幾年前我國海關(guān)已明令限制出口四軸以上纏繞機，撫今追昔，筆者深為我國進步而自豪！
為改善纏繞層與塑料內(nèi)襯的界面，有必要對內(nèi)襯表面進行等離子處理。塑料內(nèi)襯等離子處理機如圖35所示。
微機控制纖維纏繞張力的紗架已在國內(nèi)外推廣，21世紀初蘇州中科時代開發(fā)成功（圖36），北京251廠使用早（2004年）。武工大、哈工大、江南四棱數(shù)控等單位現(xiàn)也已投入使用。
熱塑性復(fù)合材料纏繞的關(guān)鍵是加熱方式。在多種加熱方式中，紅外線、激光、火焰三種方式為工業(yè)界所接受，其中以激光加熱速度快。激光加熱纏繞原理見圖37。
1917年，愛因斯坦提出受激輻射的概念。1960年，臺激光器誕生。激光器何時用于復(fù)合材料已不可考。1998年，筆者考察德國凱薩斯勞頓大學(xué)研究所時，即見到用激光加熱進行尼龍基體復(fù)合材料氣瓶的纏繞，見圖38、圖39。
3. 1 熱固性復(fù)合材料連續(xù)管道纖維纏繞
20世紀50年代美、法、英、瑞典、前蘇聯(lián)等國即已開發(fā)多種類型的定長管和連續(xù)管纖維纏繞機。前蘇聯(lián)哈爾科夫礦業(yè)學(xué)院研制了步進式八瓣滑動模連續(xù)纏管機（圖40、圖41），美國曾開發(fā)立式移動芯軸式連續(xù)纏管機（圖42）。
20世紀60年代，丹麥德羅索斯（Drostholm）公司開發(fā)了世界首條凸輪鋼帶式連續(xù)纏管機。美國OC公司和日本積水等公司在20世紀70年代先后從丹麥引進連續(xù)纏繞技術(shù)，挪威VEROC與阿拉伯聯(lián)合酋長國合股在迪拜建立了三條連續(xù)管生產(chǎn)線。世界上，Ami?antit，F(xiàn)uture，F(xiàn)lowtite等大型玻璃鋼管道公司均采用鋼帶式連續(xù)纏繞機制造玻璃鋼夾砂管，見圖43至圖46。
我國在 1975—1978 年曾研究連續(xù)纏繞設(shè)備。哈爾濱建工學(xué)院學(xué)生在北京251廠實習(xí)期間，參考前蘇聯(lián)《玻璃鋼管的制造》一書，開發(fā)了“步進式”連續(xù)纏管機。北京251廠與武漢理工大學(xué)合作開發(fā)了“鋼帶1式”連續(xù)纏繞機，可惜由于尚欠完善且市場尚未認識，工作未能繼續(xù)下去。當(dāng)時鋼帶式連續(xù)纏繞機設(shè)計直徑為100 mm，直徑小，曲率大，鋼帶彎曲受力大，不但壽命短，而且設(shè)計處理亦是問題。國際上鋼帶式連續(xù)纏繞機小直徑為300 mm，而實際上小直徑不一定要使用這種機器。
1976 年，臺灣地區(qū)的美明公司引進了使用VEROC工藝的丹麥設(shè)備。1995年后，河南安陽引進了意大利Sarplast公司相同原理的生產(chǎn)線。不久廣東省湛江市下的吳川市引進了以色列的生產(chǎn)線。1997年，美國OC公司在長春設(shè)廠，以連續(xù)法生產(chǎn)玻璃鋼管，1999年遷土耳其。
2010年，上海引進意大利VEM公司連續(xù)管生產(chǎn)線投產(chǎn)。近年連云港、重慶推出了相同原理的生產(chǎn)線。青島曾開發(fā)無凸輪的鋼帶式連續(xù)管機。國內(nèi)設(shè)備開發(fā)中的經(jīng)驗教訓(xùn)是，要重視工藝及其軟件，設(shè)備運行要穩(wěn)定，忌鋼帶打滑與重疊。泉州福建路通管業(yè)科技股份有限公司引進歐洲技術(shù)制造了凸輪鋼帶式連續(xù)管生產(chǎn)線，生產(chǎn)直徑達4 m。
2008年，重慶慶陽公司成功研發(fā)全自動連續(xù)復(fù)合管道生產(chǎn)線，見圖47至圖49。該線無笨重的供給平臺，整體重量減輕；干法供料系統(tǒng)改為浸潤供料系統(tǒng)；使用高溫替代常溫固化，強度提升10%以上；樹脂可循環(huán)使用，內(nèi)外密閉加溫，節(jié)約能源。哈爾濱理工大學(xué)研發(fā)彎頭自動纏繞機與三通纏繞機，見圖50、圖51。
杭州和博管道研究所歷時四年，斥資 4 000萬元，自主研發(fā)成功的非鋼帶矢量式連續(xù)管纏繞機（圖52），完全改變了國內(nèi)外現(xiàn)有源于丹麥的鋼帶連續(xù)管生產(chǎn)的模式，上了一個全新的臺階。它可適應(yīng)多種橫截面管道的生產(chǎn)，除常用的圓形截面外，還可連續(xù)纏繞任意外凸形截面，如類矩形、梯形及其他多邊形、梨形等；可用連續(xù)紗束零角度縱向增強；用中空截面增加剛度，使用目前原型機可生產(chǎn)直徑為 3000 mm、環(huán)剛度為40 000 N/m 2 的玻璃鋼管，堪稱業(yè)內(nèi)獨步。設(shè)備有常用口徑?300 ~ 3 000 mm，也可定制超大口徑至?12 000 mm，連續(xù)長度任意，設(shè)備可臥式纏繞，也可以立式纏繞。該機綜合了熱固、熱塑、纏繞、擠出、拉擠等多方面的優(yōu)勢，全機機械傳動構(gòu)思巧妙，令人折服；采用微波加熱，于連續(xù)纏繞工藝尚系初見。2018年，經(jīng)查新和業(yè)內(nèi)專家評議，居國際。
鋼帶式連續(xù)管生產(chǎn)線和矢量式連續(xù)管纏繞機用于生產(chǎn)直徑較大管道，直徑300 mm以下的管道另有多種工藝裝備。2009 年，中國復(fù)材展JEC創(chuàng)新產(chǎn)品中，石家莊華強福瑞普國際貿(mào)易有限公司開發(fā)的步進式FRP-LX300型玻璃鋼管道連續(xù)生產(chǎn)線（圖53、圖54）產(chǎn)品直徑即為300 mm以下（含）。
美國 Fiberspar公司于 1999年開始商業(yè)化生產(chǎn)連續(xù)纏繞柔性管，據(jù)稱是當(dāng)今全球業(yè)界的。其生產(chǎn)工藝如下：擠出高密度聚乙烯或交聯(lián)聚乙烯熱塑性塑料內(nèi)襯層（壓力防滲漏層）→多次環(huán)向纏繞玻纖環(huán)氧層（結(jié)構(gòu)層）→外包覆熱塑性塑料層（耐磨層）。整個生產(chǎn)線（圖55）全部自動控制，由14臺纏繞機、牽引機、固化爐、收卷裝置以及兩臺擠出機等組成。在塑料管上纖維纏繞玻璃鋼后在線擠出外塑料保護層，制成管線。生產(chǎn)速度取決于管徑，一般為2.7 ~ 3.6 m/min。一根管線連續(xù)生產(chǎn)長度可達 10800 m，理論上可以達到無限長度。
河北省景縣恒安泰公司即采用此類生產(chǎn)工藝，其承擔(dān)的十二五863科技項目 — —柔性海底管道關(guān)鍵技術(shù)研究，于2016年通過科技部組織的專家驗收。其連續(xù)管道生產(chǎn)線見圖56。
2012年，澳大利亞長輸管道公司推出了被稱為“流體高速公路”技術(shù)的現(xiàn)場生產(chǎn)的連續(xù)管道生產(chǎn)線（圖57），產(chǎn)品直徑為300 ~ 1 000 mm。其生產(chǎn)流程如下：將450 m 的管道預(yù)制布折放在架子上，與樹脂等一起存放在集裝箱內(nèi)→野外生產(chǎn)時，預(yù)制布和樹脂等材料從集裝箱供料給制管機→空氣支撐，并使用樹脂浸潤，包裹上外殼使管道終成型。
“流體高速公路”預(yù)制布共三層：①內(nèi)襯層，設(shè)計為適應(yīng)流體的傳輸；②支撐層，一般為玻璃纖維、芳族纖維、玄武巖纖維或者碳纖維和樹脂；③外殼層，直到野外施工時才安裝。
2020年，重慶慶陽控股（集團）有限公司、河南省沁陽市復(fù)合材料研究院與濮陽縣福瑞普建材公司分別成功研制直徑為10 ~ 250 mm連續(xù)纏繞玻璃鋼管生產(chǎn)線。此線無鋼帶建模，在簡捷的設(shè)備上，低成本率完成玻璃鋼管道的連續(xù)成型，生產(chǎn)速度可以達到2 m/min，其訣竅為牽引履帶機公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)同步進行。韓國亦有此類似設(shè)備。小直徑非鋼帶連續(xù)纏繞玻璃鋼管生產(chǎn)線及其牽引部件見圖 58、圖59。
3. 2 熱塑性復(fù)合材料連續(xù)管道纖維纏繞
2008年，荷蘭Airborne公司投產(chǎn)了連續(xù)管生產(chǎn)線（圖60），據(jù)稱該公司是全球全尺寸熱塑性復(fù)合管材廠家。該公司開發(fā)了一種的全自動化連續(xù)纏繞工藝軌道式纏繞機，以熱塑性預(yù)浸帶纏繞成管，并在現(xiàn)場固結(jié)，直接形成產(chǎn)品，產(chǎn)品內(nèi)徑為25.4~ 190.5 mm，可大量生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料管，單卷連續(xù)長度為3000 m。
英國Ridgway Machines Ltd.的“RTP Tapin Line”是典型的熱塑性連續(xù)管道生產(chǎn)線（圖61）。長春高祥特種管道公司已引進該生產(chǎn)線，安徽、江蘇等地已有類似生產(chǎn)線投產(chǎn)（圖62）。
荷蘭Pipelife Nederland B.V.公司、美國 PolyflowGlobal公司、南京航天晨光、加拿大Flexpipe Systems公司、英國Magma global公司、美國TherCoil公司等均生產(chǎn)復(fù)材連續(xù)管。
國內(nèi)上海金緯機械制造公司出品的高壓 RTP纏繞復(fù)合管道生產(chǎn)線（圖63）有三種型號，產(chǎn)品直徑為63 ~ 315 mm。廣州勵進管道科技有限公司亦推出類似生產(chǎn)線，見圖64。
一般纖維纏繞容器類產(chǎn)品的機器均可生產(chǎn)定長管道，故不多述。20世紀70年代，美國安德遜公司開發(fā)了芯軸往復(fù)移動式纏繞機（圖65）。2002年巴黎JEC展會上展出了這種原理的纏繞機模型。
2013年以來，石家莊萊德公司為浙江等地制造的竹編管纏繞機（圖66、圖67）也是此原理，但其結(jié)構(gòu)迥異，竹編管纏繞機床身床頭箱芯軸沿導(dǎo)軌往復(fù)移動，芯軸轉(zhuǎn)動；竹編架、浸膠槽、導(dǎo)竹編帶頭在床身外側(cè)中間位置固定不動。
2014年，衡水華成玻璃鋼公司開發(fā)了纖維整圓周軸向零角度鋪放，芯軸作平移往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運動，紗架、膠槽、導(dǎo)紗頭固定，無小車的纏管機。
早在1974年，建材工業(yè)部即下文，要求北京251廠搜集國外玻璃鋼管生產(chǎn)技術(shù)情況，但由于歷史原因停頓，直至十年之后方始實施。當(dāng)時，與多國多家公司交流后，我們認為意大利威德樂羅西娜公司（Vetroresina S.P.A.）技術(shù)成熟、實用。在該公司考察期間，我們深入了解了各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，乃至具體配方和操作細節(jié)，還參觀了一些產(chǎn)品應(yīng)用的地方。該公司是當(dāng)時歐洲的玻璃鋼管生產(chǎn)企業(yè)，董事長是歐洲纖維增強協(xié)會主席。1986年12月17日，河北省衡水地區(qū)冀縣引進該公司微機控制玻璃鋼管罐生產(chǎn)線簽約，次年投產(chǎn)。有FW2500、FW4000纏繞機，MT4、MT6多軸芯模，懸臂大罐模具機，封頭制造機等裝備（圖68、圖69）。管道的直徑為4m，長度為6 ~12 m；貯罐容積為1 ~150 m 3 。至此拉開了我國工業(yè)化生產(chǎn)復(fù)合材料管罐的序幕，多年后，事實證明，這是我國繼1966年自英斯考特巴德公司（Scott Bader）不飽和聚酯樹脂生產(chǎn)線后又一次成功的引進，得到業(yè)內(nèi)人士的肯定。因系自意大利引進，又希望客戶滿意，遂建議冀縣引進建設(shè)的企業(yè)名為“中意玻璃鋼公司”。
嗣后，連云港、南京高淳、廣州、四川自貢、廣東茂名也陸續(xù)引進了意公司生產(chǎn)線（后三家系自Sar?plast公司引進，實際仍為威德樂羅西娜公司技術(shù)）。吉林龍井引進了日本富士化工株式會社管道生產(chǎn)線，管徑為900 mm。山東青州和新疆米泉引進了美國國際增強塑料公司（I.R.P.）管罐生產(chǎn)線，產(chǎn)品直徑為3.6 m，貯罐容積為2 ~ 100 m 3 。上?；C械二廠與江蘇吳江引進了美國復(fù)合材料公司FABRI纖維纏繞機，該機采用液壓變速與配換齒輪調(diào)節(jié)，系二手設(shè)備。產(chǎn)品直徑為3.6 m，長度為12 m。天津曾自美國ENTEC公司引進三臺纏繞機。
1992年，武漢理工大學(xué)協(xié)助河北中意玻璃鋼公司引進意大利威德樂羅西娜公司定長纏繞夾砂管生產(chǎn)線。此生產(chǎn)線由六臺設(shè)備組成，包括一臺纏繞制襯機、一臺加砂纏繞機、四臺固化站、一臺修整機、一臺脫模機。衡水華成公司和連云港唯德公司將夾砂方式由上夾砂改為下夾砂，由拋灑改為螺桿擠出。圖70、圖71為連云港唯德公司定長夾砂玻璃鋼管生產(chǎn)線和纏繞機。圖72、圖73為石家莊萊德公司定長夾砂玻璃鋼管脫模機、修整機。圖74為中意玻璃鋼公司自行開發(fā)定長夾砂玻璃鋼管纏繞機生產(chǎn)的直徑4 m管。
1994年，江蘇泗陽也引進了意大利生產(chǎn)線。重慶市云陽縣與杭州市分別于1995年、1998年引進了法國Plastrecs夾砂管生產(chǎn)線。
經(jīng)過幾年管道市場上技術(shù)實力的競爭，目前存活下來的基本上都是源于意大利Vetroresina公司與Sarplast公司的技術(shù)。
20世紀 90年代中期，鑒于國內(nèi)雖已引進近 40條管道生產(chǎn)線，但均為大中管徑系統(tǒng)，直徑為 50 ~400 mm的玻璃鋼管生產(chǎn)效率低下，供應(yīng)不足，中意玻璃鋼公司按照意大利Sarplast公司提供的技術(shù)文件在國內(nèi)制造了一條名為CAMLINE的玻璃鋼管道生產(chǎn)自動線，生產(chǎn)直徑為75 mm、長為6.2 m的管，生產(chǎn)時間為7 min。值得注意的是該管道內(nèi)襯層的做法：在已纏聚酯薄膜的模具上噴樹脂，同時纏表面氈，形成富樹脂層（圖75），然后同時噴樹脂與短切玻纖。
重慶慶陽公司研發(fā)成功的立式纏管/電桿及煙囪生產(chǎn)線頗具特色，見圖76、圖77。
2013年，衡水華成公司成功開發(fā)軸向0°鋪放大型纏繞機，采用了16個氣動壓紗裝置，保持0°鋪放的纖維束始終與軸線平行，見圖78?？赏ㄟ^小車往返、主軸旋轉(zhuǎn)進行環(huán)向纏繞，主軸間隔轉(zhuǎn)動一個小角度后暫停，進行0°鋪放；也可整個床身帶床頭箱和主軸沿導(dǎo)軌移動進行纏繞與鋪放。主軸兩端圓周上有掛紗齒，以免超程過長。開發(fā)該大型纏繞機是為了制作風(fēng)力發(fā)電機的玻璃鋼塔筒，使用此機制造可減少材料用量，大幅度提高制件的力學(xué)性能。該機器已被河北可耐特公司收購，一度十分保密，既不報獎，也不轉(zhuǎn)讓。
1995年，我國個纖維纏繞高壓玻璃鋼管道企業(yè) — —中美合資哈爾濱史密斯玻璃鋼制品有限公司成立，美國高壓玻璃鋼管生產(chǎn)設(shè)備進入中國。江蘇江堰引進了美國ENTEC公司高壓玻璃鋼管道生產(chǎn)線，見圖79，后轉(zhuǎn)售于大慶一公司。兩種美國技術(shù)各有短長，前者采用蒸氣加熱鋼芯軸內(nèi)腔，不用固化爐，固化好的管脫模簡捷方便，無需脫模機；后者特色是圓形導(dǎo)紗頭，可提高鋪紗效率。筆者個人認為前者綜合優(yōu)勢優(yōu)于后者。國內(nèi)現(xiàn)有近百條生產(chǎn)線幾乎均源于前者，其主要特點是：纏繞、固化、脫模一體化設(shè)計，生產(chǎn)過程中沒有模具的吊裝和轉(zhuǎn)運，無需電加熱固化爐和脫模機，生產(chǎn)線占地面積只需傳統(tǒng)設(shè)備的三分之一；二或四工位設(shè)計（圖80），滿足連續(xù)生產(chǎn)需求；蒸汽模內(nèi)傳導(dǎo)加熱固化，熱效高、固化質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高；冷卻水無損傷快速脫模，其原理是利用金屬模具與聚合物基復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)差異，在金屬模具快速冷卻時實現(xiàn)兩者分離。山東金光玻璃鋼集團有限公司在制造內(nèi)徑為1 m的環(huán)氧玻璃鋼管時，在鋼芯模內(nèi)置一根玻璃鋼管，在玻璃鋼管外壁與鋼芯模內(nèi)壁之間構(gòu)成的環(huán)形圓筒之間通入蒸汽，以達節(jié)能之效。
哈爾濱理工大學(xué)為荷蘭 Future Pipe Industries公司（全球第二大復(fù)材管道制造商，年產(chǎn)值超過10億美元）研發(fā)了全球首套集纏繞、固化、脫模、磨切及傳輸?shù)裙ば蛴谝惑w的全自動玻璃鋼管道生產(chǎn)線（圖81），并出口美、俄等國。
為保證電桿絕緣性及耐候性，生產(chǎn)玻璃鋼電桿采用芳香族（結(jié)構(gòu)層）和脂肪族（外表層）聚氨酯樹脂。生產(chǎn)線須選用壓力、流量合適的聚氨酯混料機，且必須考慮樹脂的適用期，浸膠槽大小應(yīng)合適。聚氨酯樹脂膠凝固化快，浸膠槽內(nèi)樹脂應(yīng)適量。圖82為251廠采用纏繞法制造電桿的聚氨酯浸漬裝置。
武漢九迪復(fù)合材料公司近年開發(fā)的聚氨酯玻璃鋼電桿纏繞機（圖83）綜合了兩種環(huán)氧高壓管生產(chǎn)線的優(yōu)點，如圓弧導(dǎo)絲頭和針環(huán)組成的布紗系統(tǒng)，實現(xiàn)了大纖維量鋪層，減少了過渡段纖維冗余；的浸漬方式配合模具設(shè)計，實現(xiàn)了模具頭、尾針環(huán)的反復(fù)使用和樹脂膠液的節(jié)??；自動供膠系統(tǒng)，實現(xiàn)了制品膠含量的控制；纖維運動路徑的隨動式支架設(shè)計，大大降低了工人的勞動強度并使物流暢通等。
對于鋼芯模，可采用電磁感應(yīng)加熱。固化時，產(chǎn)品及芯模放在固化板的一側(cè)，測溫探頭放在距離芯模20cm左右處，采用紅外線測溫，以控制芯模溫度。圖84所示為隔離式鋼芯模電磁感應(yīng)加熱固化裝置。近年激光快速固化管道亦在推廣中，見圖85。
2002年筆者造訪德國BSD公司時，見到該公司為法國宇航中心阿麗亞娜火箭發(fā)動機燃燒室專門設(shè)計制造的內(nèi)壁纏繞機正在工作。燃燒室直徑為 3m，長為 1.10 m（纏時長為 1.11 m），工作時 T max =5000 ℃，內(nèi)壁覆以硅橡膠。其公司總工程師稱，內(nèi)纏硅橡膠厚為25 mm，工作時燒去6 mm。硅橡膠帶以熱塑性耐燒蝕樹脂預(yù)浸。燃燒室為圓筒形，其外圓柱面使用兩根托輥托住，并由托輥帶動旋轉(zhuǎn)。纏繞機導(dǎo)軌（即橫梁）沿軸向從燃燒室中間穿過， “小車”沿軸向移動。預(yù)浸帶置于“小車”上，經(jīng)壓輥粘于殼
體內(nèi)壁。殼體邊旋轉(zhuǎn)邊軸向移動，速度為5 m/min。據(jù)稱這種機器已有一臺在法國宇航中心，我們所見是第二臺。當(dāng)時，美國還沒有這種機器，仍使用手工在燃燒室內(nèi)壁粘接硅橡膠，并已提出擬購這種纏繞機。
成都康普優(yōu)力科技公司研發(fā)的連續(xù)玻纖與聚乙烯在線復(fù)合纏繞熱塑性玻璃鋼管生產(chǎn)線（圖86、圖87）可生產(chǎn)大直徑熱塑性復(fù)合材料管。相比國內(nèi)外現(xiàn)有熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)線，具有一系列優(yōu)勢：①優(yōu)化組合擠出、預(yù)浸、纏繞三種工藝，減少流通工藝中間環(huán)節(jié)，節(jié)能降耗，效率高，成本低；②可在線靈活調(diào)整三種工藝參數(shù)，俾使?jié)M足不同規(guī)格、不同性能的管材要求；③樹脂基體和增強纖維選擇調(diào)整便捷多樣；④與國內(nèi)外現(xiàn)有以纏繞法制造熱塑性復(fù)合材料管的生產(chǎn)設(shè)備相比，容易控制張力，提高纖維強度發(fā)揮率。其主要設(shè)備及其作用如表1所示。
美國自動化動力公司（Automated Dynamics）設(shè)備可生產(chǎn)連續(xù)的或定長的熱塑性復(fù)合材料管，管內(nèi)外為同一種塑料，管內(nèi)襯層及外覆層擠出而成，可含或不含纖維，內(nèi)襯層及外覆層均可有可無。該公司擁有的見圖88，其生產(chǎn)的制管機見圖89。
中意玻璃鋼公司與意大利威德樂羅西娜公司于1988年9月11日簽約、次年投產(chǎn)的現(xiàn)場制造臥式貯罐生產(chǎn)線，合同產(chǎn)品的直徑為10 m，容積為1 000 m 3 ；經(jīng)中意公司改進后，產(chǎn)品的直徑為15 m，容積為2250 m 3 。臥式纏繞機見圖90。
連云港中復(fù)連眾公司和如皋九鼎亞特蘭玻璃鋼公司分別于1995年、2000年先后引進美國Tanknetic公司立式貯罐現(xiàn)場纏繞機，見圖91至圖93。連云港、石家莊、山東安丘等地一些民營企業(yè)亦相繼制造出類似纏繞機，并作出了一些改進。
一般纏立式罐不作螺旋纏繞，此系立式罐受力分析使然。20世紀80年代末從意大利引進的現(xiàn)場纏繞臥式大罐的纏繞機就只有環(huán)向纏繞，更遑論后來江蘇從美國引進的和自制的立式纏繞機了。2013年，山東省安丘宇航玻璃鋼公司農(nóng)民企業(yè)家楊學(xué)之先生自行成功開發(fā)模具不轉(zhuǎn)、小車圍繞模具轉(zhuǎn)的大型立式儲罐纏繞機，已獲發(fā)明，其原理圖見圖94。纏繞時，小車在軌道上以模具中軸為圓心作圓周運動，繞絲頭沿小車上的垂直導(dǎo)軌上下移動，從而實現(xiàn)環(huán)向纏繞。
使用該纏繞機制造了貯存1萬噸鹽酸的立式儲罐。該罐內(nèi)徑為 32 m，高為 12.6 m，已安全運行 7年，見圖95。采用大型貯罐，大大降低了單位容積造價，節(jié)省占用土地面積，從而降低貯存成本。
1987年，從意大利引進的微機控制FW管罐生產(chǎn)線投產(chǎn)。1989年，從意大利引進現(xiàn)場纏繞貯罐生產(chǎn)線。1993年，自意大利引進夾砂管道生產(chǎn)線。嗣后，雖然又從日本、美國、法國、加拿大引進了生產(chǎn)線，但由于技術(shù)相對成熟可靠，迄今國內(nèi)做得好的基本仍是引自或仿自意大利的技術(shù)。
目前，我國在FW理論及設(shè)備方面已居世界前列，同時不乏自主創(chuàng)新。如多自由度纏繞機、鋪放機、濕法下加砂、連續(xù)纏繞機的無凸輪傳動系統(tǒng)等。在實用軟件方面，理論與實際結(jié)合，簡明扼要，經(jīng)濟實用，頗受好評，已出口美國。不僅發(fā)展中，日本、韓國、歐美也向我國采購FW相關(guān)設(shè)備。
當(dāng)前，困擾 FRP管罐行業(yè)的，不是技術(shù)水平如何，而是用質(zhì)次的原材料，低價競爭，粗制濫造，野蠻施工，以致一些地方甚至禁用玻璃鋼管，很有前途的產(chǎn)品自斷生路。
美國CSI公司原創(chuàng)的兩端均有模具的纏罐機，可交替作業(yè)以提高生產(chǎn)效率，國內(nèi)連云港唯德公司、石家莊萊德公司均制造此類機器用以生產(chǎn)玻璃鋼雙壁罐，見圖96。
SF雙壁罐內(nèi)膽為鋼（S），將鋼板彎卷，壓制封頭后焊接成型。在其上覆以聚酯薄膜或3D織物，并噴射樹脂與短切玻纖，經(jīng)固化而成。所需制造裝備主要為內(nèi)膽回轉(zhuǎn)裝置、噴射機及其軸向移動裝置，見圖97。
在現(xiàn)代化纏繞生產(chǎn)線中，采用機器人多機聯(lián)動已日益普遍，圖98為中材科技成都公司的自動化纏繞氣瓶生產(chǎn)線。
拉擠纏繞在國內(nèi)外日趨普及 ，在我國始于2003年，其原理及設(shè)備如圖99、圖100所示。
我國在線編織拉擠始于2005年，其原理及設(shè)備見圖101、圖102所示。
