飛機數字化設計與制造技術的發展探究

佟立杰 西安航空職業技術學院航空維修工程學院

目前，國內外相關企業已經開發出了多種工程設計類軟件，這些軟件加速了機械設計制作工作的數字化進程，也在一定程度上提升了設備的精度。所以，在飛機設計制造領域，也開始融入數字化設計理念，以期促進我國民航事業的發展。在實際工作中，很多飛機部件都能夠通過數字化建立模型的方式完成零件的配置，輔助零件安裝的進行，本文則基于此對飛機數字化設計與制造技術進行了探討和分析。

一、數字化設計制造的基本概念

虛擬顯示、計算機技術以及數據庫技術是飛機數字化設計和制造所依靠的主要理論，很多技術還需要在多媒體技術的基礎上實現。在實際設計制造過程中，需要相關技術及軟件能夠根據實際的需要，完成資源信息的采集和分析，并對產品工藝等信息進行重新組合，進而完成飛機元件的設計與仿真，并為后續的制造提供技術資料，這樣也能夠大大縮短產品的生產周期。

運用數字化描述的方式完成數字空間的構建，進而完成設計制作工作，同時，也能將產品制造流程進行演示。在飛機設計和制造工作中，硬件技術和計算機軟件是數字化的主要體現，在設計工程中，很多三維建模軟件以及二維平面圖紙繪制軟件的應用，大大提高了繪圖效率，也提升了繪圖精度，三維建模軟件的應用不僅能夠完成構件的設計工作，還能將相應的構建進行模擬安裝，進而明確存在設計碰撞部位，并完成設計成果的優化。

二、數字化設計制造過程

首先，設計單位運用數字化的結構設計軟件對飛機各個元件、系統進行設計、模擬，得出設計成果。這些設計成果中需要包含元件的尺寸、材料、加工要求等參數，并將這些設計成果在第三方質量控制部門以及甲方的監督下進行審核和優化，做好設計問題的調整，保證設計成果的質量。

其次，制造廠商在獲取設計成果后，需要根據設計要求，運用數控加工技術完成元件的生產工作。相比其他設備來說，飛機數控加工技術精度要求更高，并且也涉及到多種新型材料的加工與運用，制定這些要求的目的主要是為了在降低飛機總體重量的前提下，加強其材料強度。

在數控加工技術中逐漸融入了各類集成技術，進而實現了數控加工技術的集成化，飛機構架加工工藝變得更為簡單，數控設備及加工技術的優勢得到充分體現，飛機構架加工成本以及加工頻率得到了有效的控制。

三、數字化設計制造特點

（一）構件再次生產周期短

無論是飛機構件還是其他設備構件，其設計過程相對漫長，這是難以避免的。傳統的構件加工制造工藝，往往需要提前生產相應的模具，當一批構件生產完畢后就涉及到模具的長期封存，部分模具如果得不到有效的存儲將難以進行重復運用，所以傳統生產工藝構件再次生產周期較長。由于目前數字化機床已經十分普遍，很多構件的生產過程已經無需使用大量的模具，所以模具的生產量有所降低，取而代之的是激光雕刻等加工手段。在進行激光雕刻時，只要將相應的加工數據輸入機床內，即可完成構件的再次生產。由此可見，只要找到符合加工精度要求的數控機床，即可實現構件的再次生產，無需等待模具的重新制作。

（二）設計制造數據更為直觀

傳統的設計工作依靠手工繪制圖紙，或者依靠CAD 等二維平面設計軟件開展設計，難以將各類設計數據整合在一個文件中。目前，很多三維設計軟件，不僅能夠展示出構件的相關尺寸，還能將三維設計成果轉換為二維平面設計圖紙，在三維模型中，設計人員可以在相應的位置插入設計說明，在后期查看設計成果時，只需點擊相應的位置，就能明確其具體的設計參數，這種設計成果的展示方式，為后續材料加工創造了更為便利的條件。

（三）能夠完成飛機運行狀態的模擬

當各個構件設計完畢后，一般需要對設計成果進行審核和調整，單純針對構件本身進行審核，很難發現設計缺陷。所以，技術工程師設計出了能夠將設計模型進行模擬組合的設計軟件，這種軟件則能在一定程度上完成飛機運行狀態的模擬，進而輔助設計人員完成設計成果的審核工作。

四、總結

飛機是一種對精度要求很高的交通工具，數字化設計制作技術的出現，在很大程度上提高了設計工作的效率，也為構件后續的制造提供了更為詳細的參數，所以進一步提升飛機設計、制造數字化水平，對于促進民航運輸行業的發展有著重要的意義。