自动铺带技术在复合材料机翼蒙皮的应用

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1、研究论文自动铺带技术在复合材料机翼蒙皮的应用黄当明，聂海平(中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司，成都610092)【摘要】对某型机复合材料机翼蒙皮的结构、材料进行分析，制定了某型机机翼蒙皮的铺带制造工艺方案。通过精确铺放控制设计、同向铺带与交叉异向铺带设计、自动铺放与激光投影、自动下料技术配合使用，成功将铺带机技术应用于某型机复合材料机翼蒙皮的制造，制造出的机翼蒙皮，其无损检测内部质量合格，铺带间隙和表面质量满足设计要求，为铺带机技术在复合材料铺带的应用奠定了坚实的基础。关键词：复合材料；机翼蒙皮；自动铺带；预浸料ApplicationofAutomaticTapeL

2、ayingTechnologyintheCompositesWingSkinHUANGDangming．NⅢHaiping(AVICChengduAircraftIndustrial(Group)Co．，Ltd．，Chengdu610092，China)【ABSTRACT】Thistextisabouttoanalyzethestructureandmaterialofthecompositeswingskinofacertaintypeair-planeandmaketapelayingproject．Combinedwiththeaccuratecontrollingd

3、esign，parallelandcrosslaying，automatedplacementandlaserprojection，andtheautomaticblankingtechnology,itsuccessfullyappliedthetapelayingtechnologytoproducecompositeswingskin，whichisacceptedbytheinternalqualitytest，andmeetstherequirementsofthetapegapandsurfacequality,layingasolidfoundationfor

4、thelayingmachinetechnologyapplicationincomposites．Keywords：Composites；Wingskin；Automatictape-laying；PrepregtapeDol：10．16080／j．issnl671-833x．2017．04．097自动铺带机是小曲率、翼面结构的典型制造装备。自动铺带技术是复合材料行业从手工铺叠加工向自动化加工发展的一个里程碑，它在欧美国家取得了工程化应用，在国内也逐渐应用于复合材料铺叠n卅，以此推动复合材料行业向自动化、数字化、信息化数控加工技术方向发展，解决了手工铺叠大尺寸、小曲率带来

5、的零件铺叠质量不稳定、效率低等问题。自动铺带技术的裁剪、加热、定位、铺叠、辊压均采用数控技术自动完成，它涉及自动铺带复合材料铺层设计、铺带工装设计、预浸料裁剪技术、铺放CAD／CAM技术、自动铺放工艺技术、铺放监控、成本分析等多个研究方向[5-710本文主要以自动铺放工艺技术应用为研究方向，采用西班牙M．Torres公司制造的龙门式十一轴自动铺带机，将预浸料在铺带头中完成特定形状的切割，加热后在压辊的作用下铺贴到模具表面，完成预浸料的裁剪、加热、定位、铺叠、辊压等工艺流程。在机翼蒙皮的制造当中，预浸料的黏性、加热温度、背衬纸厚度及强度、铺放速度、压辊压力、铺带工艺参数的设置

6、，以及铺带方式的处理技巧，这对能否成功应用自动铺带技术制造出高质量的零件有直接影响。本文通过对某型机复合材料机翼蒙皮的结构和材料进行分析和试验，制定了某型机机翼蒙皮的铺带制造工艺方案，采用自动铺放、激光投影与自动下料技术，制造出某型机机翼蒙皮。经多件产品铺带制造验证，机翼蒙皮无损检测内部质量合格，铺带间隙和表面质量满足设计要求，实现了自动铺带技术在某型机机翼蒙皮自动铺带应用，为铺带机技术在复合材料铺带的应用奠定了坚实的基础。1某型机机翼蒙皮结构特点及制造方案该蒙皮选用T700／LT一03A高强碳纤维／中温固化环氧树脂干法预浸料，材料幅宽为150mm。该产品尺寸较大，纵向最长

7、9．6m，最宽位置0．95m，应用自动铺带技术完成该蒙皮零件的铺带，需要根据零件结构特点，做相应的铺带程序设计，完成零件的铺带，如图1所示。根据机翼蒙皮的特点，采取的工艺流程为：自动铺带+手工铺叠，结合自动下料和激光投影技术，完成此次零件铺带，流程图如图2所示。2017年第4期·航空制造技术97研究论文图1机翼蒙皮Fig．1Wingskin自动铺带程序编制}y自动铺带程序下载调用自动下料与激光投影程序编制兹下料投影程序下载调用]i装找铺带基准预浸料带准备固化自动铺带打袋固化组装图2机翼蒙皮自动铺带流程图Fig．2F