航空復(fù)材零部件制造向低成本方向發(fā)展所涉及的主要技術(shù),包括如下方面:
A、液體成型技術(shù)
復(fù)合材料制件相對于傳統(tǒng)的金屬構(gòu)件制造成本要高很多,因此降低制造成本一直是航空復(fù)材零部件制造領(lǐng)域所追求的目標。液體成型技術(shù)是一種極具潛力的低成本制造技術(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的熱壓罐成型工藝,液體成型技術(shù)采用纖維常溫或升溫固化的工藝,可以極大地節(jié)省預(yù)浸料低溫存放及熱壓罐工作過程中大量的能源消耗。液體成型技術(shù)中,樹脂轉(zhuǎn)移模塑成形工藝作為一種閉模成型工藝,可以通過多個芯模的組裝,一次成型較為復(fù)雜的復(fù)合材料構(gòu)件,并且成品的表面質(zhì)量相對于熱壓罐成型更好,生產(chǎn)效率也較高;真空輔助樹脂灌注成型技術(shù)工藝不需要專門的模具,系利用真空將樹脂吸入干纖維預(yù)成型體,制造成本較低,通過優(yōu)化工藝可以制造出與熱壓罐固化工藝相當?shù)膹?fù)材零件,也是一種很有潛力的技術(shù)。就目前來看,國內(nèi)的液體成型技術(shù)雖取得了一定的研究進展,但離批量應(yīng)用尚有一定距離,在模具設(shè)計、流道布置等方面也需要相應(yīng)的技術(shù)積累。
B、自動鋪絲鋪帶技術(shù)
目前在國內(nèi)的航空復(fù)材零部件生產(chǎn)過程中,鋪疊環(huán)節(jié)高度依賴于手工作業(yè),操作風(fēng)險較高,材料利用率較低,且無法應(yīng)用于超大部件。目前國內(nèi)的自動鋪絲鋪帶設(shè)備的應(yīng)用較少,相比國外復(fù)材零部件的自動化水平偏低。
自動鋪絲鋪帶技術(shù)系利用自動鋪帶(不同帶寬的預(yù)浸料)或自動纖維鋪放(干態(tài)或預(yù)浸的纖維束、絲束等)技術(shù)直接將纖維、絲束和不同帶寬的預(yù)浸料按照設(shè)計要求鋪放成形,然后通過傳統(tǒng)的熱壓罐技術(shù)或先進的液體成形技術(shù)得到最終的結(jié)構(gòu)制品。自動鋪放的復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)與手工鋪放的基本一致,但效率和精度更高,并且纖維的連續(xù)性不受手工鋪放的限制,因此結(jié)構(gòu)完整性更優(yōu)越。自動鋪帶及絲束鋪放的材料利用率可達到80%-97%,遠高于人工鋪疊的材料利用率。因此,發(fā)展自動鋪絲鋪帶技術(shù)有助于提高材料利用率,降低材料成本,是航空復(fù)材零部件制造業(yè)未來發(fā)展的重點方向。
A、液體成型技術(shù)
復(fù)合材料制件相對于傳統(tǒng)的金屬構(gòu)件制造成本要高很多,因此降低制造成本一直是航空復(fù)材零部件制造領(lǐng)域所追求的目標。液體成型技術(shù)是一種極具潛力的低成本制造技術(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的熱壓罐成型工藝,液體成型技術(shù)采用纖維常溫或升溫固化的工藝,可以極大地節(jié)省預(yù)浸料低溫存放及熱壓罐工作過程中大量的能源消耗。液體成型技術(shù)中,樹脂轉(zhuǎn)移模塑成形工藝作為一種閉模成型工藝,可以通過多個芯模的組裝,一次成型較為復(fù)雜的復(fù)合材料構(gòu)件,并且成品的表面質(zhì)量相對于熱壓罐成型更好,生產(chǎn)效率也較高;真空輔助樹脂灌注成型技術(shù)工藝不需要專門的模具,系利用真空將樹脂吸入干纖維預(yù)成型體,制造成本較低,通過優(yōu)化工藝可以制造出與熱壓罐固化工藝相當?shù)膹?fù)材零件,也是一種很有潛力的技術(shù)。就目前來看,國內(nèi)的液體成型技術(shù)雖取得了一定的研究進展,但離批量應(yīng)用尚有一定距離,在模具設(shè)計、流道布置等方面也需要相應(yīng)的技術(shù)積累。
B、自動鋪絲鋪帶技術(shù)
目前在國內(nèi)的航空復(fù)材零部件生產(chǎn)過程中,鋪疊環(huán)節(jié)高度依賴于手工作業(yè),操作風(fēng)險較高,材料利用率較低,且無法應(yīng)用于超大部件。目前國內(nèi)的自動鋪絲鋪帶設(shè)備的應(yīng)用較少,相比國外復(fù)材零部件的自動化水平偏低。
自動鋪絲鋪帶技術(shù)系利用自動鋪帶(不同帶寬的預(yù)浸料)或自動纖維鋪放(干態(tài)或預(yù)浸的纖維束、絲束等)技術(shù)直接將纖維、絲束和不同帶寬的預(yù)浸料按照設(shè)計要求鋪放成形,然后通過傳統(tǒng)的熱壓罐技術(shù)或先進的液體成形技術(shù)得到最終的結(jié)構(gòu)制品。自動鋪放的復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)與手工鋪放的基本一致,但效率和精度更高,并且纖維的連續(xù)性不受手工鋪放的限制,因此結(jié)構(gòu)完整性更優(yōu)越。自動鋪帶及絲束鋪放的材料利用率可達到80%-97%,遠高于人工鋪疊的材料利用率。因此,發(fā)展自動鋪絲鋪帶技術(shù)有助于提高材料利用率,降低材料成本,是航空復(fù)材零部件制造業(yè)未來發(fā)展的重點方向。
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