复合材料制造自动化技术发展.pdf

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1、复合材料制造自动化技术发展复合材料制造自动化技术发展DevelopmentofAutomationTechnologyforCompositesManufacturing中国航空工业集团公司科技与信息化部郝建伟复合材料自动化制造的大规模实施，可以显著降低复合材料结构件的制造成本，采用一体化模压成型以及铺带、自动化检验尚有大的发展空间。因此采用自动化批量生产工艺，是促进复合材料产品降低成本、得到更广泛应用的必由之路。动化及大批量生产工艺。根据国外用率仅为40%。复合材料制造自动2005年的统计，在复合材料制造工化包括铺放、编织、缝纫、检验等多个艺中手工占20%，自动纤维铺放只

2、占方面，其中自动铺放技术是军民用郝建伟17%，因此采用一体化模压成型以及飞机生产自动化技术中发展最为迅高级工程师，毕业于北京航空航铺带、丝束铺放自动化检验尚有很大猛的部分。在自动铺带领域，目前天大学高分子材料专业，硕士学位。长期从事航空先进材料科研管理工的发展空间。自动铺丝、自动铺带以铺带宽度最大可达到300mm，铺带作，在航空复合材料制造技术方面具及自动模压成型等大批量生产工艺，速度达1.3～20.4kg/h，生产效率可达有丰富的科研管理经验和专业知识。是促进复合材料产品降低成本、进入到手工铺叠的数十倍；丝束铺放技发表过多篇论文。市场的必由之路。术适于大曲率机身和复杂曲面

3、成型，目前铺丝速度可达6.8～11.3kg/h，最自动铺层技术及设备从复合材料的价值链来看，原材高可达23kg/h，最新的Viper6000系料的附加值为30%，而结构件制造2007年大型民机复合材料结构统可以铺放并控制32个纤维束，每的附加值占55%，预浸料等中间产品中只有43%是用自动化技术制造束宽3.2mm，以前的机器为24个丝占10%。第一项及第三项成本具有的，预计10年内将达到64%。自动束，从而使铺层带宽从7.6cm增到相对稳定性，降低结构件的制造成本铺带及丝束铺放的材料利用率能达10.2cm。铺放速度达到30m/min，精是关键，而目前有效的方法是采用自到80

4、%~97%，而手工铺层的材料利度为±1.3mm。26航空制造技术·2010年第17期封面文章COVERSTORY从自动铺带及纤维铺放来看，目18.5m长的平面钢制真空台前全球有100多台设备。辛辛那提以及用伺服系统从一端到另公司近日又推出2种设备，一种是一端运输的机构，铺带速度达69Charger铺带机，一种是49纤维铺30.48m/s、22.7~27.2kg/h，精放机，两者均体现了铺层机上革命性度±0.75mm，启动停车精度的变化。±0.75mm。1辛辛那提公司的自动铺层技术及后续该公司还开发了小设备型平面铺带机（SFTL），用于自动铺带机是在20世纪60年生产长、窄、

5、平面构件，多件铺代初无纬布预浸带出现后几年、为加层和板、隔膜成型蒙皮等，典速铺层的工艺过程而开发的。早期型用途有大梁、桁条、梁、剪切的铺带机都是由本国开发的，在美带、框、襟翼及蒙皮。它还提国，第一台电子计算机控制的龙门式供长、窄的结构件，特别适用铺带机就是根据美空军材料实验室于飞机用的复合材料桁条、大计划由通用动力公司与Conrac公司梁及梁。这种机器可用于宽合作开发的。此后又大量开发了用300mm的预浸带，其特点是铺于大型复合材料结构的自动铺带机带头能力高、运载结构及支承及纤维铺放机。结构能量大，既可铺无纬带，也可铺造18种飞机零件，被29家公司所采第一代铺带机及其以后出

6、现的织物。用，波音有24台Charger，3台Viper，纤维铺放机是由一些传统的计算机在纤维铺放方面，马格·辛辛那空客有7台Charger、10台Viper。数控机床制造商开发的，它们自面世提提供了品牌Viper的49Charger铺Viper纤维铺放系统是公司在复起就与飞机复合材料制造业密切合放机，其中最新的型号是Viper6000，合材料领域内的珍宝。它用先进的作。其中马格·辛辛那提就是继承了能操作达86180kg的心轴，可对32计算机控制器完成铺带及纤维缠绕，辛辛那提米拉克龙公司，其他类似条丝束或窄带进行供料、夹持、下料可生产不同厚度、高度特型的结构，的公司还有In

7、gersoll机床工具公司、及铺放。目前，沃特飞机公司用来生废料低到2%。Forest-Line以及MTorres公司。产波音787的机身段，空客订购6台马格·辛辛那提公司的首个在铺带机方面，马格·辛辛那提Viper6000用于A350XWB的机身制Viper产品是霍克比奇公司的首相1提供了品牌Charger型机，可以铺造，机身的92%将用Viper制造。号公务机。复合材料比铝轻20%，但75mm、150mm或300mm无纬预浸在目前全球100多台复合材料重要的优点是简单，首相1号的前机带。Charger型面铺带机