年矗坛「技术在大飞机复合材料构件上的应用科拉斯化工技术有限公司张保平王运生随着复合材料在飞机结构件上所占比例的提高盯料制造中的地位越来越重要技术在航空复合材未来在我国大飞机的制造中技术的发展和成熟在很大程度上将决定复合材料在航空领域的进一步应用和发展复合材料在大飞机上的应用现状随着低成本复合材料制造技大量应用得益于树脂基复合材料低技术经过多年的发展成本制造技术的日臻成熟和完善已经衍生出多种成型技术主要有其中预成型体液体成型技术是树脂基复合材料低成本制造技术的重要传统成型时闭合模具术的成熟复合材料构件在大型民用飞机上的应用取得了巨大的进展其中以向预制件中注入树脂注射压力约为一方面而其中的树脂传递模所得产品的纤维体一和最具代表塑成型技术已获得了大量应用成积含量约为性客机上的复合材料用量达为制造大型复合材料整体构件的先进技术之一真空辅助是率先将复合材料用于中央翼制品孔隙较少纤维体积含量可提高到一盒的大型民用飞机其他复合材料构件还有水平尾翼垂直尾翼后承压框地板梁和机身壁板等下技术简介年代橡胶辅助梦是技术是上个世纪使用橡胶模具压紧预成型体并抽真空使树脂在真空作用下被吸入预制想飞机的复合材料用量达身的大型客机出现的一种复合材料液体闭模成型第一个使用复合材料整体机翼和机技术因其具有成本低可设计性强件中较低同时也可以给树脂加压压力飞机的主要构件如产品尺寸精度高表面质量好等优点而得到迅速发展和广泛应用前产品的纤维体积含量可达水平尾翼垂直尾翼地板梁整流罩机舱门等都采用了复合材料目以上这技术已发展到一个成熟阶真空树脂浸渍法利用些复合材料构件的采用与金属结构段应用范围从民用制品到国防尖端真空将树脂吸入预制件中进行纤维浸润产品的纤维体积含量可达左右塑法相比使飞机减重约提高产品不但品种繁多而且数量激增燃油效率与相比飞机同时也使飞在过去一年里美国应用一技欧洲为的维护成本降低了术的增长率为西曼树脂浸渍模机的安全性舒适性和环保性得到了技术已成为复合利用真空袋使树脂加压浸渍提高材料生产领域的主导技术之一技术的分类浸渍速度快面积广树脂在预制件复合材料整体构件在民机上的航空们造技术的厚度方向也能充分浸渍但必须使年第期。,。复合材料加工用真空袋和软面模具能要稳定这就需要有相应的标准空领域采用没有工艺的产品几乎技术的应用情况在使产品制造商能对产品进行工艺参设从国外引进先进的设年代国内引进了数的控制保证在同样的工艺条件下生产出同样质量的产品备可以加快用速度技术在我国的应公司的专业备并开始在民品生产上大量使用多维编北京科拉斯公司引进的法设备技术的研发中发产品涉及到汽车零部件医疗设备零制预成型体的应用专用例如一树脂国已经在国内部件包装箱座椅头盔等在国外代已经开展等的出现技术不断应用都为生产出满足适航要求的产品打下了基础仿真技术挥作用并已开始用干高性能产品的生产在航空飞行器上构上的研发用到一一在年技术在飞机主结技年代美国技术应的结构件上术的实施是一个较复杂的工艺过程技术的工艺过程技术的工艺过程包括模具材料设备和工艺参数的确定等几个方面公司已经把模具的制造成本和要求都比热压罐工艺要高因此模具的制作非常关的复合材料重量占飞机键注射过程计算机仿真技术结构件总重量的性材料为热固成为模具制造的有力工具一目前像模具设计和制造根据具体实施工艺采用不同的为热塑性材料其中一等专用工艺制造的零件数超过软件可以通过建模和材料参数的输入进行计算分析模拟出树脂在模具模具选用不同的模具材料大型飞件所用树脂为环氧和双马树脂在公司另一型号飞机上使用工艺使垂尾的零件数从机零部件像翼盒尾翼甚至机翼中的流动状态和参数预知最初模具设计中可能会出现的问题并加以解决大大降低了模具的制作成本注射系统的发展子技术的发展等大都采用真空树脂导入工艺使用单片模具和真空袋膜件而形状复变为低了近件减少了的成本个扣件降杂的零部件采用闭模注射模具根随着电据不同制品的成型温度和成型压力早期航空领域复合材料零部件的制造主要采用热压罐工艺一系列的材料设备和方法为热压罐工艺的注射设备也日模具材料可以选用钢铝复合材料趋成熟对树脂的温度控制注射压力控制注射量控制等完全可以通过等以达到模具成本和性能的最优纤维预成型和铺层实施提供了保障确保了产品的质量和稳定性产品生产甚至可达到自动专用的时注射设备来满足同纤维预成型体可以通过针织精编机织缝纫多维编织等方式获得纤维的二维三维及多维预成型控制技术的应用保证了生化生产的程度但是随着民机竞争产工艺参数的稳定使生产出质量稳定的产品成为可能日趋激烈军机预算的压缩热压罐使工艺中的纤维铺层简化和工艺制造成本高的问题逐渐显现尤工艺的研发高效有利于纤维含量的提高使用其对大中型制品来说高成本给制造商带来巨大的压力因此寻找一种低成本高质量的复合材料成型技术成为关键工艺是多样化的工艺从传统的机械设备制造预成型体大大提高了生产效率产品的质量及其均一性到不同的产品要求不同的材料所需要的设备工艺注树脂飞机复合材料整体构件所用树技术也由此在航空业射参数就会不同仿真软件虽然能得到了巨大的发展模拟树脂的流动状态但是纤维及铺层的多样性使得软件仿真仍存在一脂一般为环氧双马和聚酞亚胺树脂早期的技术对于航空产工艺用树脂应满足如下的,品来说存在着一系列致命的问题包定的局限性模具设计和注射工艺的制定仍需实际的经验条件具有较低的注射粘度有较长的注射窗口固化工艺简单固化收括产品尺寸和机械性能的不稳定性国外有大量纤维含量低工艺过程容易出现缺陷的大学研究所和公司参与到工艺技术的研究中为缩率低,固化时没有或仅有少量小等展但是随着相关材料和技术的发技术在航空制造方面的应产品的分子释放生产提供了有力的支持盯一工艺过程的模拟用日益成熟以下是促进国外国外在航空领域一个复合材料工艺从研发到成熟应用需域的应用已经成熟而我国使用软件模拟计和测试成型过程技术发展成熟的几个主要方面巧年可以在制造实物之前对产品进行设这样不但可以优化产品材料的开发和相应标准的建立工艺技术在航空制作领要求有适合技术的树工性能而且可以节约试验成本软件脂和纤维预成型技术特别是材料性艺技术的研发还处于起步阶段在航模拟可以对成型温度树脂流动速年第期航空制造技术年爵坛。。率注射压力等成型参数进行优化优选注射口和排气口行检测和控制司的单组份注射设备采用电还可以模拟子控制的大容量注射活塞最高温在模腔内埋入传感器对成型过程进注射工艺的确定和盯设备的选度℃最高注射压力可控制注射流量和注射量同样采用控制系统保证产品质量稳定公司的特殊用设备的选用和工艺参数的设备是针对聚酞亚胺树脂专门设计的注射温度可达℃确定是的一部分产品生产中必不可少工艺参数的确定是保证此外公司还有针对大注射量巧树脂注设备使用侧技术制造的机舱门结构件产品质量的基础设备的使用是落实工艺参数并使其在每件产品中保持射量的真空导入在选用设备时还要考虑设备的使用成本维护成本及操作维护的方便性结束语随着复合材料在飞机结构件上所占比例的提高一致的保证航空产品对质量及其一致性要求很高只有通过高性能设技术在航空备才能保证高性能航空产品设备是根据产品应用实例复合材料制造中的地位越来越重要未来在我国大飞机的制造中产品在小型飞机直升机及波音和空客大型飞机的结构件上所用材料和工艺来选择的技术的发展和成熟在很大程度上将决定复合材料在航空领域的进一步应用和发展设备按使用树脂类型可分为单组份设备和双组份设备按成型温度可分为中温高温都有应用过程包括下面介绍一个使用技术制造机舱门的具体案例其工艺模具下模为平板铝模上模笔者提出几点建议设备和特殊设备加强基础研究工作在民设备按应用可分为树脂注射设备和树脂导入压力流量和比例范围等公司用产品上使用技术已经相对为可加热复合材料模上下模用钢结构加固一成熟但其产品性能要求低缺乏测试数据设备性能参数主要包括温度民用产品的工艺过树脂单组份程在开发高性能产品时可以以目前国内应用较多的法国设备来说双组树脂纤维借鉴但在飞机零部件的制作中采用技术不应只停留在几个产品的分设备采用精密齿轮泵输送℃,预成型铺层方向为。制造上必须深入了解和掌握技术从建立树脂纤维预成型体工材料连续输出树脂比例范围大最高注射温度可达达交替铺层厚度为注射压力可夹芯泡总重量为艺参数性能参数等数据库的基础工作做起控制系统采用控公沫夹芯耐压制可以锁定注射参数多开展技术交流预浸料一一开放国内各研究所大学的研究成果并广一一泛交流经验尤其在航天领域一一技术的研发开始较早很多经验和成果可以在航空应用点层厚度用于用产品的生产中角部层厚度应适当引进国外先进的工艺于顶部设备和材料以提高自主开发的起℃成型工艺参数树注射脂注射温度注重人才培养目前国内时间为为注射压力℃真正接触过经验技术的人并不多大部分从业人员没有技术的固化温度产品重量工艺的确定需要有丰富的经验和第一手数据只有在实践中多培养有实际经验的技术人员才可产品经过测试满足能用好的产品技术生产出满足要求公司的单组份,设备指标要求责编钟元肮空匆造技术年第期
