復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用

何大亮 劉琦 唐珊珊 張新娟

摘要：現(xiàn)如今，隨著航天航空行業(yè)迅速發(fā)展，航空制造業(yè)也迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多復(fù)合材料，而且復(fù)合材料在航空制造的應(yīng)用比例達到了50%。因此，復(fù)合材料在航天制造領(lǐng)域具有至關(guān)重要的作用。這些復(fù)合材料大多數(shù)都采用了自動化鋪絲技術(shù)，從而實現(xiàn)低成本、高效率制造。本文從航空制造領(lǐng)域復(fù)合材料和自動鋪絲技術(shù)進行論述，著重研究和分析復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在航天制造領(lǐng)域應(yīng)用存在的問題和優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;自動鋪絲技術(shù);航空制造領(lǐng)域;應(yīng)用

一、前言

復(fù)合材料在航天制造的應(yīng)用越來越廣泛，能夠提高生產(chǎn)的效率和制造的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，但復(fù)合材料在航天制造的應(yīng)用對制造技術(shù)的要求日益提高，從而出現(xiàn)了自動鋪絲技術(shù)、纖維纏繞技術(shù)和自動鋪帶技術(shù)等。隨著復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，使原有的手工鋪放和自動鋪帶等技術(shù)不滿足制造和復(fù)合材料的要求，而自動鋪絲技術(shù)能夠更加有效的應(yīng)用復(fù)合材料，發(fā)揮出復(fù)合材料的最大性能。現(xiàn)如今，許多航空制造公司對于復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但對自動鋪絲技術(shù)仍然不成熟。因此，必須要探究自動鋪絲技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

二、航空制造的復(fù)合材料和自動鋪絲技術(shù)概述

2.1航空制造的復(fù)合材料概述

在20世紀70年代以后，我國航空制造領(lǐng)域?qū)?fù)合材料的使用量不斷增加。航空制造領(lǐng)域的復(fù)合材料包括碳纖維、玻璃纖維、橡膠制品和石棉水泥等。（如表一所示）復(fù)合材料能夠減輕飛機重量，方便安裝和拆除，提高飛機的抗風(fēng)性和強度等性能，而且在航空制造領(lǐng)域中，對復(fù)合材料的應(yīng)用越來越重視，越來越多的復(fù)合材料使用在航空制造中。航空制造的復(fù)合材料按照基體能夠分為有機復(fù)合材料、無機非金屬復(fù)合材料和金屬復(fù)合材料三大類;按照增強體類型能夠分為顆粒增強型、纖維增強型和板狀復(fù)合型材料三大類。

2.2自動鋪絲技術(shù)概述

現(xiàn)如今，鋪絲材料有預(yù)浸料絲束和干纖維絲束兩種，且材料寬度常用為6.35mm、12.7mm，偏差在0.125mm左右。復(fù)合材料在航空制造的應(yīng)用離不開自動化設(shè)備的應(yīng)用，尤其是自動自動鋪絲技術(shù)。自動鋪絲技術(shù)是由鋪絲頭將預(yù)浸料絲束進行集束成帶，按照規(guī)劃的線路進行鋪放，在鋪放過程中，可以根據(jù)規(guī)劃路線進行轉(zhuǎn)彎，不僅可以鋪放在凹凸面和曲面，而且可以實現(xiàn)開口、補強等要求，是角度偏差更小，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在鋪放過程中，可以根據(jù)實際情況來對預(yù)浸料絲進行單獨控制和鋪放。自動鋪絲技術(shù)已經(jīng)在波音機、軍機等方面開始使用，而且能夠提高制造的質(zhì)量和效率。例如：波音787、A350和軍機F-22等在制造中都采用了自動鋪絲技術(shù)。沒有自動鋪絲技術(shù)，很難制造大型的客機，而且難以完成S型進氣道等技術(shù)。因此，自動鋪絲技術(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義，而且對航空制造業(yè)具有至關(guān)重要的作用。

三、復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，許多航空企業(yè)已經(jīng)擁有相應(yīng)的自動鋪絲技術(shù)，能夠在一定程度上提高航空制造的質(zhì)量和效率。例如：波音787、A350和軍機F-22等在制造中都采用了自動鋪絲技術(shù)。但復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)也存在著技術(shù)不完善、缺乏監(jiān)測體系和應(yīng)用不足等問題。

3.2復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用存在的問題

現(xiàn)如今，復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用存在著一定的問題，影響著自動鋪絲技術(shù)的使用，也影響著制造的質(zhì)量和效率。

（1）缺乏復(fù)合材料自動鋪絲的應(yīng)用體系

在實際制造中，一些制造企業(yè)缺乏對復(fù)合材料自動鋪絲的應(yīng)用體系，導(dǎo)致不能很好的應(yīng)用該技術(shù)，使復(fù)合材料不能很好的發(fā)揮出最大作用。在制造時，缺乏專業(yè)人員對該技術(shù)的使用，存在使用不規(guī)范的現(xiàn)象。

（2）缺乏復(fù)合材料自動鋪絲監(jiān)測體系

在航空制造中缺乏相應(yīng)的監(jiān)測體系，一些監(jiān)測體系并沒有落實，而且一些制造單位的管理和控制方案與實際的管理和控制措施不符合，導(dǎo)致在實際的質(zhì)量管理和控制時，并不能有效的進行質(zhì)量管理和控制，不能保證制造的質(zhì)量。有些制造單位的監(jiān)測體系不完善，對該技術(shù)使用后并沒有進行仔細的檢查和相關(guān)的實驗。一些施工單位受傳統(tǒng)監(jiān)測模式的制約，導(dǎo)致監(jiān)測的方法不合理、不科學(xué)，不能有效的監(jiān)測出復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在使用時存在的問題，影響著航空制造的質(zhì)量。

3.3加強復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用措施

自動鋪絲技術(shù)在航空制造的應(yīng)用存在著一定的問題，必須要積極研究積極方案，不斷的改進該技術(shù)，提高該技術(shù)的使用率，從而能夠保證制造的質(zhì)量和效率。

（1）完善監(jiān)測體系

運用科學(xué)、合理的方法來完善監(jiān)測體系，采用計算機和互聯(lián)網(wǎng)等先進的技術(shù)來規(guī)范自動鋪絲技術(shù)，從而保證制造質(zhì)量。完善監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容，對自動鋪絲技術(shù)進行全面監(jiān)測，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行測量和計算，運用相關(guān)的實驗和數(shù)據(jù)來判斷該技術(shù)在使用過程中是否出現(xiàn)問題。

（2）完善自動鋪絲技術(shù)，重視自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用

必須要完善自動鋪絲技術(shù)，保證該技術(shù)能夠更好的發(fā)揮出復(fù)合材料的作用，從而促進復(fù)合材料在航空制造的應(yīng)用。也要重視對自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用，必須要了解自動鋪絲技術(shù)的作用，從而加強對自動鋪絲技術(shù)的應(yīng)用。

結(jié)束語：

綜上所述，復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的作用。因此，必須要加強該技術(shù)的應(yīng)用，努力改進該技術(shù)，從而推動航空制造行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]池召艷，周曉芹國外復(fù)合材料纖維自動鋪放編程軟件的功能特點及分析[J]航空制造技術(shù)，2014（12）：64-67.