中国复合材料自动铺放技术研究进展

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1、第47卷第5期20l5年lO月京航空航天大学学报NanjingUniversityofAeronautics＆．AstronauticsV01．47NO．50ct．2015D()I：10．16356／j．1005—26l5．2015．05．003中国复合材料自动铺放技术研究进展文立伟肖军王显峰齐俊伟王跃全李勇(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京，210016)还大军摘要：首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备

2、技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程，总结了其关键技术的突破和应用进展，并指出开发低成本高效铺带技术是未来的重要方向。同时介绍了国内自动铺丝技术基础研究(装备、软件和工艺方法)的进展。并且着重介绍了南京航空航天大学自动铸丝应用技术(工业样机与材料工艺技术)的研发和应用情况。最后通过分析，归纳了自动铺丝技术应用研究的瓶颈问题。并提出了研究建议。关键词：先进复合材料；大型飞机；自动铺带；自动铺丝中图分类号：TQ32214；TB332文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)05—063713ProgressofAutomat

3、edPlacementTechnologyforCompositesinChinaWenLi让，ei，XiaoJ“”，WangXianfeng，QiJunwei，WangYuequan，LiYong，HuanDajun(CoilegeofMaterialScienceandTechnology．NanjingUniversityofAeronautics＆．Aslronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Themanufactureprincipleofautomatedplacement，inc

4、ludingtapelayingandfiberplacement，anditsadvantagesandapplicationsinabroadaerospaceindustriesarebrieflysummarizedfirstly．Then，theprogressoftapelayingtechnologiesinChina，suchasmachinedesign，CAD／CAMsoftware，materi—alsandtechnology，isaddressed．Byanalyzingthekeytechnologiesa

5、ndapplication，itispointedoutthattheefficienttapelayingwithlowCOStwillbethehotpointinthefuture．Later，theprogressinfun—damentalstudiesonfiberplacementindifferentuniversitiesandinstitutesissummarized，andfiberplacementapplicationstudiessuchasindustrymachineandprocessinginNa

6、njingUniversityofAeronauticsandAstronauticsareintroduced．Finally，thekeyproblemsoffiberplacementaresummarizedandthecorrespondingstudysubjectsaresuggested．Keywords：advancedcomposites；commercialaircraft；tapelaying；fiberplacement先进复合材料已经成为航空航天器主要结构材料，各类飞机的复合材料用量近年来迅速增加(图1)。

7、飞机复合材料主承力构件主要采用预浸料成形技术制造，而自动铺放成形是替代人工铺叠、提高质量和生产效率的关键，在制造大型复合材料构件时优势极为突出。以大型飞机为例，从A380到B787，A350，其复合材料用量大幅度增加，正是由于自动铺放技术的发展与应用起到了关键作用(图2)。根据预浸料形态，自动铺放可分为自动铺带(Tapelaying)与自动铺丝(Fiberplacement)两类。自动铺带采用有隔离衬纸单向预浸带(25～300mm)，多轴机械臂(龙门或卧式)完成铺放位置定位，铺带头自动完成预浸带输送与剪裁、加热辊加压铺叠到模具上，整个

8、过程采用数控技术自动完成(图3(a))。自动铺丝采用多束(最多可达32基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)(2014CB046501)资助项目；民机预研专项资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿