飞机复材构件制造装备应用现状.pdf

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1、SpecialEquipmentforAviationIndustry航空专用装备飞机复材构件制造装备应用现状ApplicationofManufacturingEquipmentforAircraftCompositesComponent中航复合材料有限责任公司周晓芹段友社薛向晨吴文贵复合材料作为现代先进飞机主结构用材已是明显的发展趋势，复材整体构件已成为现代先进飞机的最主要特征。因此，采用数字化、自动化生产工艺和装备，是促进复合材料产品降低成本，并使其得到更广泛应用的必由之路。核心技术。国际上两大飞机制造巨头——空客和波音在市场上竞争激预浸料设备烈，其技术对决的主要关键点是先进

2、预浸料是用树脂基体在严格控复合材料的应用，如波音787复合材制的条件下浸渍连续纤维或织物，制周晓芹料用量达到50%，而空客将A350复成树脂基体与增强体的组合物，是制高级工程师，主要从事复合材料合材料用量提高到52%，为达到这一造复合材料的中间材料。预浸料的自动铺放技术等方面的研究工作。用量，必须在机翼、机身、垂尾、平尾制备方法主要有溶液浸渍法（即湿等结构上大量采用复合材料。法制备）和热熔法（干法制备）两种。随着复合材料的大量应用，大型热熔法制备预浸料的过程通常分为整体构件数量和尺寸的不断增加，尤两个步骤：先制备胶膜，然后将胶膜新一代飞行器为了提高性能，降其是结构实体设计软件的普及

3、和用和增强材料均匀复合在一起。与湿低成本，延长寿命，其零件与结构向于复合材料设计/制造专用软件的法预浸料相比，干法预浸料外观好，大型化、整体化方向发展。轻质、高开发，以及各种专用装备的研制成树脂含量的控制精度高，采用干法预强的复合材料大型零件和整体构件功，数字化、自动化制造技术在航空浸料成型的复合材料，具有孔隙率成为了设计师的首选，复合材料的应工业得到了普遍应用。本文结合航低、纤维取向性好等优点。用已从最初的次承力结构大幅扩展空复材构件中常用的预浸料-热压目前，应用最广的碳纤维预浸设到机翼、机身等主承力结构。复合材罐固化成型工艺，主要对国内外飞机备主要有溶液法预浸设备、树脂膜料在飞

4、机结构上的用量和由此带来复材构件制造中所用的装备进行整机、热熔法预浸机、树脂膜和预浸组的减重效果已成为衡量飞机先进性理汇总，以期为国内复合材料构件的合机。的重要标志，是世界强国竞相发展的研制提供借鉴。虽然溶液浸渍法在技术先进性2013年第17期·航空制造技术53论坛FORUM和产品性能方面赶不上热熔法工艺，1.81m、长1.82m。势，为保证复合材料整体构件的质量但也有其不可替代的优点：增强材稳定性和高制造效率，用于自动化铺料容易被树脂浸透，特别是织物搭接激光定位设备放的自动铺带机与丝束铺放机得到处易于浸湿；既可以制备超薄预浸激光定位技术是通过采用激光快速发展，成为先进大型飞机制造

5、的料也可以制备厚预浸料；工艺技术投影系统在模具上按1∶1的比例显关键装备。相对要求较低；设备造价也不太高，示铺层轮廓和轴线来实现铺层的准1自动铺带设备对操作人员要求也比较低。确定位。在制造过程中，将设计好自动铺带技术是通过多坐标联近年来，航空复材构件已经日趋的数模转换为制造生产所需的激光动的自动铺带机将一定宽度（一般有大型化和整体化，但由此也带来了麻投影数据文件，输入激光投影设备供300mm、150mm、75mm宽3种规格）烦，部件越大，其在热压罐内固化过激光定位使用。如有必要，可将多个的预浸料带，按照程序设定的路径，程中的温度控制就越难保证均匀持定位投影仪连接起来，以投影更大的通

6、过传送、切割、压实等功能，将预浸续，如还采用传统的保温再加压的固图形或在同一区域投影更多的图形。料带铺叠在模具上，制成复合材料预化工艺，则难以保证预浸料加压带的激光定位技术的运用与传统模线样成型体。相比于手工铺叠，自动铺带要求，从而导致制件制造质量的下降板定位技术相比减少了人力、物力的在保证产品质量一致性，提高生产效和固化成型时间的增加。因此，“零投入，降低了误差，提高了效率。目率，降低制造成本等方面具有突出的吸胶”、“常温加压”的先进预浸料，前，激光投影设备已在航空领域广泛优越性。已成为业内的发展方向。应用，设备类型多种多样，但是工作自动铺带主要适用于尺寸较大，原理相同，都是由控

7、制台（计算机）、曲率较为平缓的机翼、尾翼等翼面自动裁切设备若干个激光定位投影仪和一系列工类结构。经过40多年的发展，自动复合材料构件制造过程中，传统装定位靶标（光敏原件）组成。铺带技术在欧美国家已经成熟，并的手工下料费时、费力、工序繁琐、效LAP激光定位投影仪体积小、重大规模应用于航空复合材料结构件率低、精度差，容易造成浪费。因此，量轻（约3kg），配有坚固的底座，可的制造，如波音777飞机机翼、水平准确率高、方便快捷的自动裁切技术绕纵轴周围旋转，易于安装。对于较和垂