欲製作物性優良且傑出之纖維補強複合材料成品，追根究底製作優良預形或預浸材料(Pre-impregnation)成為一項非常重要的步驟。因此一般纖維補強複合材料製作的第一個步驟即為預形或預浸材(Prepreg)製作，而此步驟也是最容易被輕忽的步驟。何謂纖維補強？如何補強？如何製作優異的補強預形或預浸材成為我們必須面對的課題，欲製作性能優異之複合材料時，纖維補強技術的提升成為致關重要的課題。
2D單方向纖維預浸製程
一般來說，2D單方向纖維預浸製程中有一道極為重要的過程，即纖維須先經過樹脂槽含浸樹脂，並經過數道刮桿以控制其樹脂含量及纖維所展開的寬度，其操作如圖一及圖二所示。而樹脂含量的多寡將影響複合材料各後段加工製程及複合材料成品的機械性能，纖維所展開的寬度則會影響所能製作預浸材的極限單位面積纖維重量含有率(F.A.W.)，纖維所展開的寬度愈大，其所製作的預浸材將有更大的機會製作出更低的纖維單位面積重量含有率，一般欲製作尖端高性能複合材料，其預浸材的單位面積纖維重量含有率越低則越佳。
圖三、預浸材中纖維方向之角度示意圖
編織預形物預浸製程
由於傳統2D積層板缺乏多軸向及Z軸方向之纖維補強，以至於其預形物製作成複合材料後，在多軸及厚度方向上之力學性質極為脆弱，由實驗數據顯示單方向纖維補強複合材料，其Z軸方向之機械強度通常不及X-Y平面內強度的10%，且傳統2D積層板在受衝擊損傷後，其複合材料之殘餘強度亦為原來機械強度的50%不到，因此為改善傳統積層板之Z軸及平面多軸向之機械性質，過去大多對樹脂進行衝擊增韌改質，或對纖維進行化學或電漿處理及強化，但種種處理方法均有其缺點，且耗費工時及成本，為徹底解決傳統2D積層板之Z軸缺陷及平面多軸向物性，3D立體或多軸向之纖維補強預形物因而順勢發展。
3. 立體及多軸向纖維補強預形物含浸技術
多軸向及3D纖維立體編織技術主要是將纖維先透過編織或織造技術來達到纖維補強物預先成形之目的，如此將可減少製作疊層板之繁複生產步驟，以及生產流程和生產成本，進而可達到成品預鑄之目的。立體多軸向纖維補強預形物完成後，還需與樹脂基材結合及含浸以完成製作複合材料之前期預備動作。
圖十八、各類實際立體織物成品
複合材料在飛輪儲能系統上之應用
3. 複合材料飛輪轉子之製作
在複合材料飛輪轉子之製作上，首先須決定使用何種纖維補強預浸製程，因欲提高飛輪轉子之儲能密度，須選用形狀係數較高且抗張強度較大的製程，一般複材轉子大多選用薄輪環之轉子形狀，而為達到較高的抗張強度，大多選用單方向纖維補強複合材料製程，並非選擇纖維編織補強製程，主要原因為單方向纖維補強製程可透過結構上的設計，以達到材料的輕量化目的，並讓材料之比強度達到最佳值，而纖維編織補強製程因單位體積纖維含有率不易降低，所製作出之材料比強度無法達到……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：鄧一安 /安特利技研有限公司