中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术

中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术
中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术

中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术

聚焦阎良航空城——中航工业第五届媒体日活动侧记

参加中航工业第五届媒体日的很多记者是“跑航空口”的资深记者,但走进飞机生产科研试验一线的机会却是少之又少,因此大家都十分珍惜这次难能可贵的机会。在不到两天的时间里,他们先后参观了中航工业试飞中心、西飞、一飞院和强度所4家单位,内容丰富而充实,记者们都纷纷表示不虚此行。

本次媒体日活动由试飞中心、一飞院和西飞共同承办。为了便于管理,组织者们将来自全国20个省市近150名记者分成3个小组活动,每个小组都有志愿者全程陪同,这些志愿者和各单位的组织者们给媒体朋友留下了深刻印象。

由于当天一些航班的延误,在注册台服务的志愿者们一直等到深夜。在参观科研生产试验一线时,组织者为每个小组配备一台可移动的无线扩音器,志愿者全程拉着这台重达20公斤的扩音器跟在记者团的身后,让记者们能够清晰地听到讲解。媒体日活动现场到处可见志愿者忙碌的身影,保障了活动的顺利开展。

从飞机设计、生产、试验到试飞,都是极其专业的科技或工艺,但讲解员们都尽量用浅显易懂的语言来描述,用形象生动的比喻让大家更容易理解,耐心细致地解答记者们提出的问题。记者们最后交流时笑着说:“这次媒体日我们是上课来了。”

参加本次媒体日活动的记者们也并不清闲,无论走到哪里,专家、院士、总师的身旁都会围绕一群记者。走进实验室和生产一线时,记者们认真听着工作人员的讲解,有的还拿着笔记本做笔记,时不时提出疑问。一位厂长在活动结束后表示,记者们提出的问题往往都“正中要害”,十分专业。

在本届媒体日活动中,记者们来到西飞公司参观了数控厂房、数控喷丸生产线、复材厂房等,这些生产线代表了我国、甚至是世界最先进的生产技术。来自《国际航空》杂志的记者告诉我,从前一直报道复合材料的消息,但这次在西飞的厂房看到复材的蜂窝、碳纤维等原材料以及加工合成后的复合材料时,才真正明白复材工艺,这比看多少资料都要明了。

很多记者都是军事迷,看到歼15舰载机、歼10战斗机和直10武装直升机就在眼前时,他们兴奋的围着这些重量级选手360度无死角拍照,生怕错过任何一个好的角度。各位专家、总师、院士也成了各位记者追逐的主角。在参观一飞院见到唐长红院士时,一位来自中央电视台的记者在采访之余拉着唐院士要求合影,并强调唐院士是她的偶像。

在11月5日晚,组织者为参加活动的记者们准备了一台小型文艺演出。无论是职工艺术家的美声演唱还是年轻职工组创的乐队,演出的水准完全可以用专业级来评价,尽兴时记者也跑上舞台和职工合唱一段。后来了解到,这些职工艺术家都是工作在一线的员工,工作之余大家聚在一起排练节目,节假日时表演给广大职工。同行的记者说,别看阎良小,还真是卧虎藏龙,不仅造飞机,更出艺术家。

在回程的途中,来自《南方周末》的记者于东说:“真的没想到现在的技术骨干都这么年轻,一飞院、强度所负责讲解的专家还都是80后,但已经小有成就了。拥有良好教育背景的他们,甘愿放弃了大城市的工作,来到这里奉献自己的青春,令人感动。”

“当看到纪录片中广大职工一起挥舞着国旗庆祝重点型号首飞、航空人喜极而泣时,我也被深深感动了,只有这样深入了解,听航空人讲述他们自己的故事,才能真正理解什么叫做‘航空报国’。”一位北京人民广播电台网的摄像记者这样对我说。

短短两天的媒体日活动不仅让记者们看到了我国先进的航空科研生产试验技术,更让记者们了解到我国航空工业的发展离不开50万航空人的攻坚克难、励精图治,是他们用一生谱写着“航空报国,强军富民”的华美篇章。

复合材料加工工艺综述

复合材料加工工艺综述 前言: 复合材料(Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用,代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属

先进复合材料主要制造工艺和专用设备

先进复合材料主要制造工艺和专用设备 中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟 中国航空工业发展研究中心 陈亚莉 先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。 复合材料在飞机上的应用 随着复合材料制造技术的发展,复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点: (1)复合材料在飞机上的用量日益增多。 复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示,世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。A380上复合材料用量约30t。B787复合材料用量达到50%。而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势,近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。 (2)应用部位由次承力结构向主承力结构发展。 最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。目前,复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升,由此带来的经济效益非常显著,也推动了复合材料的发展。 (3)在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。 飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多,如A380和B787飞机上的机身段,球面后压力隔框等,均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透(RFI)工艺制造。 (4)复合材料构件的复杂性大幅度增加,大型整体、共固化成型成为主流。 在飞机上大量采用复合材料的最直接的效果是减重,复合材料制件

高中化学 4.3 复合材料的制造先进复合材料主要生产工艺介绍素材1 苏教版选修2

先进复合材料主要生产工艺介绍 先进复合材料,具有轻质、高强、高模量、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性、可设计性突出、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空航天及工业结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。本文着重介绍复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺。 复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后,主要取决于成型固化工艺。所谓成型固化工艺包括两方面内容,一是成型,这就是将预浸料根据产品的要求,铺制成一定的形状,一般就是产品的形状。二是进行固化,这就是使已经铺制成一定形状的叠层预浸料,在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来,并能达到预计的使用性能要求。 复合材料及其制件的成型方法,是根据产品的外形、结构与使用要求,结合材料的工艺性来确定的。目前,已在生产中采用的成型方法有: 1、手糊成型--湿法铺层成型 2 、真空袋压法成型 3、压力袋成型 4、树脂注射和树脂传递成型 5、喷射成型 6、真空辅助树脂注射成型 7、夹层结构成型 8、模压成型 9、注射成型 10、挤出成型 11、纤维缠绕成形 12、拉挤成型 13、连续板材成型 14、层压或卷制成型 15热塑性片状模塑料热冲压成型 16离心浇注成型 本文主要介绍几种常用的工艺方法 1、手糊成型 手糊成型是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。其工艺过程是先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子挤压织物,使其均匀浸胶并排出气泡后,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度。然后在一定压力和温度下加热固化成型,或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型,最后脱模得到复合材料制品。 手工铺贴方法的优点是可使蒙皮厚度有大的变化,进行局部加强,嵌入接头用的金属加强片,形成加强筋和蜂窝夹芯区等。手工铺层的缺点是生产效率低、成本高,不适应大批量生产和大型复杂复合材料制件的生产要求。 目前,手工铺层使用了许多专用设备来控制和保证铺层的质量,如复合材料预浸料自动剪裁下料系统和铺层激光定位系统等,即采用专门的数控切割设备来进行预浸料和辅助材料的平面切割,从而将依赖于样板的制造过程转变为可根据复合材料设计软件产生的数据文件进行全面运作的制造过程。 2、挤出成型 挤出成型又称为挤塑,在加工中利用液压机压力在模具本身的挤出称压出。是指物料通

人才培养方案飞行器制造工程专业

天津中德应用技术大学飞行器制造工程专业 人才培养方案 二○一六年六月

一、专业建设规划 (一)专业人才需求分析 1.航空行业发展分析 航空业是国家战略性高技术产业,是国防空中力量和航空交通运输的物质基础,是国民经济发展、科学技术创新的重要推动力量。大力发展航空业,是满足航空运输快速增长需要的根本保证。 (1)民航通航行业发展分析 新中国成立以来,特别是改革开放以来,中国航空航天事业有了突飞猛进的发展,国务院在《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中提出“重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备,做大做强航空航天产业”,《民航发展“十三五”规划》预测,“十三五”期间民航领域主要发展指标将继续保持两位数增长,国内国际航线数量也将大幅增长。据民航总局的公布的《2015年民航民航行业发展统计公报》文件称“截至2015年底民航全行业运输飞机在册架数2650架,比2014年增加280架,在册通用航空器1874架,……全国民航运输机场完成起降架次856.55万架次,比上年增长8.0%,……民航主要指标继续保持平稳较快增长”,如图1-1、图1-2所示。国务院于2016年颁布《关于促进通用航空业发展的指导意见》称“我国通用航空业发展迅速,截至2015年底,通用机场超过300个,通用航空企业281家,在册通用航空器1874架……,到2020年,建成500个以上通用机场,……通用航空器达到5000架以上”。 图1-1 国内民航飞机保有量图1-2 国内民航飞机起降架次

(2)无人机行业分析 在科技高速发展的当下,无人机在许多领域中扮演日益重要的角色。桥梁检测、地理勘探、巡逻监控等日常工作都需要无人机的协助。目前,军用无人机市场巨大,民用和消费级无人机潜力日增。为进一步促进无人机行业的发展,2012年以来,国家相继出台多项利好政策,如2012年4月,财政部发布《民航发展基金征收使用管理暂行办法》,把通用航空作为基金支持的重点领域;2012年5月,民航局颁布了《通用机场建设规范》,为通用航空机场建设提供了有别于运输机场的行业标准。互联网研究机构艾瑞咨询近日发布《2016年中国无人机行业研究报告》,称我国小型民用无人机市场进入快速成长期,预计2025年,国内无人机市场总规模将达到750亿元人民币。 据民航局局长冯正霖介绍“预计到“十三五”末,运输机场将有270个左右,运输飞机有4600架左右,通用飞机有5000架左右,民航机队规模总数近万架”。可见,当前我国航空运输需求强劲,民用通用飞机保有量持续平稳快速增长,行业发展迅速。航空行业的快速发展需要大批从事飞行器设计、制造与维修等相关工作的应用型技术技能人才。 同时,普通高等教育对于本科生的培养已偏离了技术应用的轨道,难以与航空产业的实际需求接轨,满足不了社会需求,致使学生的职业能力不足,造成企业急需的技术技能人才匮乏局面。因此,开设飞行器制造工程应用本科专业是适应我国航空产业发展需要,培养具有理论知识扎实,实践能力强的技术技能人才的重要举措,以服务与航空工业产业,促进航空运输业的发展。 2.区域经济发展分析

复合材料制造工艺

复合材料制造工艺 第一章概述 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把材料、信息、能源作为社会文明的支柱;80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。复合材料作为材料科学中一枝独立的新的科学分支,已经得到了广泛的重视,正日益发展并在许多工业部门中得到广泛运用,成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方面。 鉴于材料的重要的基础地位和作用,每一次科学技术的突飞猛进,都对材料的性能提出了越来越高、越来越严和越来越多的要求。现如今在许多方面,传统的单一材料已经不能满足实际需要,在这种情况下,人们以其充满智慧的头脑将材料的新的发展方向伸向一个更加广阔的领域——复合材料。 本文就将对复合材料的基本概念、加工中的理论问题、制备工艺与方法和典型的应用加以阐述,希望能够比较全面的对复合材料做一个介绍。 首先我们来给复合材料下一个明确的定义。根据国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO)为复合材料下的定义,复合材料(Compose Material)是由两种或者两种以上物理和

化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合材料的组份材料虽然保持其相对独立性,但是复合材料的性能却不是组份材料性能的简单加和,而是有着重要的改进。在复合材料中通常有一相为连续相(称为基体),而另一相为分散相(增强材料)。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之间存在着相界面,分散相可以是增强纤维,也可以是颗粒状或弥散的填料。 复合材料的出现和发展,是现代科学技术不断进步的结果,也是材料设计方面的一个突破。它综合了各种材料如纤维、树脂、橡胶、金属、陶瓷等的优点,按照需要设计,复合成为综合性能优异的新型材料。可以预见,如果用材料作为历史分期的依据,那么,继石器、青铜、铁器、钢铁时代之后,在21世纪,将是复合材料的时代。 在概述的余下一些篇幅中,我们来大致了解一下关于复合材料的一些基本内容。 一、复合材料的命名和分类 复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。将增强材料的名称放在前面,基体材料的名称放在后面,再加上“复合材料”即为材料名。为书写简便,也可仅写增强材料和基体材料的缩写名称,中间加一条斜线隔开,后面再加“复合材料”。有时为了突出增强材料或者基体材料,视强调的组份不同也可将不需强调的部分加以省略或简写。 复合材料的分类方法很多,常见的分类方法有以下几种:

复合材料成型工艺大全及说明

复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同,各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点: (1)材料制造与制品成型同时完成一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。(2)制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压 成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,

放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在,印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材,具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点,但一次性投资较大,适用于批量生产,并且只能生产板材,且规格受到设备的限制。层压工艺过程大致包括:预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品 成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到要求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是:首先清理各辊筒,然后将热辊加热到设定温度,调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下,将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时将胶布拉上,盖

复合材料整体成型关键技术现状分析研究

复合材料整体成型关键技术现状分析研究 摘要:复合材料具有减轻结构重量,适合整体成型,提升结构安全性,降低生产成本等诸多优势,目前复合材料已经成为航空工业的研究热点,未来航空市场的竞争,很大一部分也是先进复合材料应用的竞争,目前在这块市场上,我国的基础实力较为薄弱,而发达国家对于先进的复合材料技术对我国高度保密,因此充分利用专利信息,研究复合材料整体成型技术的发展现状具有非常重要的意义。本文从专利的角度对航空复合材料整体成型技术的应用进行了分析,并从几个关键技术点上进行重点专利分析,以期能给复合材料的研发应用提供指导。 关键词:复合材料自动铺放液态成型热压罐真空袋挤压成型 中图分类号:tb33 文献标识码:a 文章编号: 1674-098x(2011)12(a)-0000-00 复合材料整体成型技术正广泛的应用在航空航天及其他技术领域,由于复合材料的整体成型具有降低制造成本,减轻结构重量,提升航天器的经济环保性等诸多优点。飞机上的复合材料使用量已经成为衡量其先进性的重要标准[1]。 飞机设计领域向来有为减轻每1g重量而奋斗的原则,因此发展复合材料成型技术的符合民机技术发展的趋势,也反映了目前低碳节能,绿色环保的飞机设计理念的要求。

目前如空客公司的a350,波音公司的b787的复合材料的用量已经达到了50%。当前各国都将先进复合材料制造技术作为研发重点,而从“产品未动,专利先行”的角度出发,大量复合材料技术都可以在专利文献中找到,因此积极利用专利信息开展现状分析,挖掘具有借鉴价值的专利具有十分积极的意义。 1复材整体成型技术发展概况 现代先进复合材料起源于20世纪60年代,70年代复合材料开始应用在飞机结构上,复合材料的加入对飞机结构轻质化、模块化起着中重要的作用。近年来先进复合材料在现代飞机上的用量不断扩大,已经成为铝,钢、钛之外的第四大航空结构材料[2]。复合材料整体成型技术经过了几个阶段的发展,已经逐渐从次承力件过度到主承力件,波音空客两大民机巨头在民机市场竞争 日趋激烈,在复合材料方面也不断抢占技术制高点,推出的机型中无一不把提高复合材料用量作为经济性,先进性的象征性指标。从专利领域来看,近几年两大航空企业的复合材料相关专利的申请量也在不断剧增,波音公司凭借其一直以来在复合材料应用领域的雄厚基础,申请了大量极具技术价值的基础专利,同时针对这些基础专利不断进行改进形成新的专利申请。空客公司作为后起竞争者凭借欧洲航空工业在复材领域的雄厚基础,不断进行大胆创新,在该领域申请的大量的专利也大有后来居上的态势。可见现代民机企业都在不遗余力的提升复合材料的研发力度。 当前复合材料的成型技术主要包括真空袋-热压罐成型技术,自

现代大飞机复合材料应用与制造技术浅析

现代大飞机复合材料应用与制造技术浅析 发表时间:2019-05-05T15:40:13.587Z 来源:《基层建设》2019年第4期作者:宋慧[导读] 摘要:由于复合材料具有比强度高、比刚度大、可设计性强及良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能的优点,大批飞机零、部件相继采用复合材料,并且采用复合材料的部位、面积和重量也日趋增加。 沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳 110850 摘要:由于复合材料具有比强度高、比刚度大、可设计性强及良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能的优点,大批飞机零、部件相继采用复合材料,并且采用复合材料的部位、面积和重量也日趋增加。将先进复合材料应用于飞机结构中可相应减重20%~30%,这是其他先进技术很难实现的效果。复合材料已成为铝、钢、钛之后,迅速发展的四大航空材料之一,所占比例也越来越高,在民用飞机上获得了大 量应用。基于此,本文主要对现代大飞机复合材料应用与制造技术进行分析探讨。 关键词:现代大飞机;复合材料应用;制造技术前言 复合材料工艺技术的发展为实现民用飞机大部件的整体设计与整体制造提供了可能,使得飞机结构零部件的数量大大减少,提高了飞机的生产效率和可靠性。目前采用复合材料取代金属和非金属等常规材料制造结构件已经成为世界民机制造业的主流趋势,这对中国自主研制的大型民用飞机的市场竞争力提出了严峻的考验。 1复合材料在大型民用飞机中的应用复合材料呈多层次结构,其复杂程度远高于金属材料,大型结构件的整体成型和集成制造使得问题更加复杂化,因此其在大型民用飞机上的应用历经坎坷。波音B757和波音B767中复合材料占总质量的4%;波音B777和空客A340中复合材料的质量分数上升到11%和14%;对于空客A380,复合材料的质量分数为25%;对于代表当今世界民用飞机制造技术最高水平的波音B787和空客A350,复合材料的质量分数高达50%和52%。 可以说,先进复合材料质量占飞机结构总质量的多少,在某种程度上已经成为评价该飞机技术先进程度和市场竞争力的重要指标。从国外的情况来看,复合材料在大型民用飞机结构中的应用主要表现为如下发展趋势。 1.1复合材料在大型民用飞机中所占质量分数越来越大 以空中客车公司为例,复合材料占飞机结构的质量分数从A310—300机型的5wt%,上升到A380的25wt%,再到A400M的35wt%,在A350飞机上这一质量分数高达52wt%,第一次实现了复合材料的用量超过了金属材料的用量,被称为“塑料飞机”。 1.2复合材料被大量应用于主承力结构 复合材料最初应用于飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构,随着材料性能的不断提高,目前复合材料已经被广泛应用于机身机翼等主承力结构。空中客车A380的中央翼盒、翼肋、机身上蒙皮壁板、机身后段、机身尾段、地板梁、后承压框、垂尾等大量主承力结构都采用碳纤维复合材料。 1.3由复合材料制造的复杂曲面结构件越来越多 复合材料在复杂曲面结构件上的应用存在一定的挑战性:(1)受制于制造变形的问题;(2)在铺层设计方面也具有较大的难度。大量先进制造工艺的出现使得由复合材料制造的复杂曲面结构件越来越多,如A380机身19段和球面后压力框等具有复杂曲面的大尺寸受力部件,分别采用复合材料纤维自动铺丝技术和树脂膜渗透(RFI)工艺制造。 1.4飞机结构件的制造向整体成型和共固化方向发展 复合材料之所以在大型民用飞机中所占质量分数不断提高,甚至能够取代金属材料大量应用于飞机结构件的制造,不仅仅是因为其轻质高强的特点,更重要的是因为复合材料易于集成制造,从而可实现大型构件的整体成型。复合材料结构件的共固化和整体成型技术能够显著减少零件和紧固件的数量,缩短生产周期,减少制造和装配工时,大幅度降低生产成本。 2大型飞机复合材料制造技术(1)复合材料成本过高仍是制约飞机结构大量应用复合材料的主要障碍,造成成本下不来、用量上不去的状况。复合材料成本的70%以上来自制造工艺,因此,低成本的制造技术仍是复合材料发展中亟待解决的关键问题。目前,国外复合材料最新的制造理念是整体制造(即尽量将复合材料设计成整体结构),采用诸如像自动铺放、共固化或共胶接等技术实现整体制造。在满足结构总体性能要求的前提下,复合材料整体成型技术的意义在于可以通过减少零件数目、紧固件数量和协调/连接装配工作量进一步减轻结构重量,降低成本(尤其是制造成本)。同时,由于相应钉孔数量下降,可改善结构的承载能力,采用整体成型技术还可以减少分段、对接、间隙和台阶,使机体表面光滑,降低RCS值,提高隐身性能。 (3)采用自动铺放技术可显著降低具有复杂形状复合材料构件的制造成本。最早的自动铺放技术研究始于复合材料机身的制造,由于采用缠绕技术制造机身时缠绕张力使凹面产生缝隙,并使纤维滑移而偏离原来位置,且传统的缠绕工艺无法有效改变厚度,纤维铺放技术解决了上述问题,在大型复杂型面上铺放和压实连续预浸纤维,使得纤维在芯模上的铺放完全在无压力状态下进行;铺放预浸带时可按要求调整其宽度,还能通过加热或冷却调节其粘度,自动铺放精度可达0.005ram。自动铺放(ATL/AFP)自动化制造技术可以提高制件质量和工艺效率,减少零件数量,降低制造及装配成本,目前该技术已得到广泛应用。 (4)自动铺带适用于尺寸较大,曲率相对较小的零件,如整体壁板类零件、大梁、长桁等,而纤维自动铺放适用于尺寸较大,形状相对较复杂的零件,如机身段、进气道等。目前哈飞集团已经引进了自动铺带设备,下面以自动铺带为例,简要介绍机翼整体壁板的制造流程。大型飞机机翼整体壁板结构尺寸较大,不适于手工制造,只能采用自动铺带制造技术。整体壁板分为包括横、纵向加强筋的格栅式整体壁板和只包括横向加强筋的整体壁板。加强筋还分为工字形、T形等结构形式,带有工字形加强筋的格栅式整体壁板成型最为复杂,而只带有横向T形加强筋的整体壁板相对较易制造,但无论采用何种形式,其制造流程基本是一致的。 3结语 (1)波音和空客公司在波音787和空客A350上大量使用复合材料的事实表明,复合材料结构不仅减轻了飞机的结构质量,而且改善了飞机的耐腐蚀性能和抗疲劳性能,降低了飞机的维护费用,大幅度提高了民用飞机的经济性、舒适性和环保性,成为现代大型客机先进性和市场竞争力的标志。

复合材料工艺与设备复习材料

复合材料工艺与设备 增强纤维(CF,GF)的生产工艺与设备(表面处理工艺与设备) 玻璃纤维在生产过程中辅助材料的作用:浸润剂的种类,作用 种类:增强型浸润剂和纺织型浸润剂; 作用:1、润滑-保护作用;2、粘结-集束作用; 3、防止玻璃纤维表面静电荷的积累;4、为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要的特性;5、使玻璃纤维获得与基材有良好的相容性及界面化学结合或化学吸附等性能 C纤维生产工艺中,惰性气体和张力的作用 惰性气体作用:①保护新生产的纤维不受氧化②作为传热介质③排除裂解产物(非C元素)。张力的作用:①使分子取向②使分子结构规整③产生轴向拉伸应力 增强纤维在表面处理工艺中的影响因素 玻璃纤维表面处理的影响因素:①处理剂的种类;②偶联剂的用量1~%;③处理方法(前处理法、后处理法、迁移法);④烘焙温度与时间(偶联剂与GF的硅层结构的最佳结合程度); ⑤偶联剂溶液的配制(PH值的调节,一般用5%的氨水)。 手糊成型工艺与设备 手糊工艺的特点:优点:1、守护成型不受产品尺寸和形状的限制,适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产;2、设备简单、投资少、设备折旧费低;3、工艺简单;4、易于满足产品设计要求,可以在产品不同部位任意增补增强材料;5、制品树脂含量高,耐腐蚀性好;缺点:1、生产效率低,劳动强度大,劳动卫生条件差;2、产品质量不易控制,性能稳定性不高;3、产品力学性能较低。 原材料选择原则:1、产品设计的性能要求;2、手糊成型工艺要求;3、价格便宜,材料容易取得。聚合物基体的选择原则:1、能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物得产生。2、能配制成粘度适当的胶液,适宜手糊成型的胶液粘度为。3、无毒或低毒;4、价格便宜。增强纤维的选择原则:以玻璃纤维为例,工艺特点:1、很好的疏松性;2、铺覆的变形性;3、纤维的均匀性。 先进手糊法的种类:喷射成型、热压釜、树脂传递模塑与反应注射模塑。 RTM(树脂传递模塑)基本工艺过程:将液态热固性树脂及固化剂,由计量设备分别从储桶

中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术

中航西飞公开世界最先进复合材料生产技术 聚焦阎良航空城——中航工业第五届媒体日活动侧记 参加中航工业第五届媒体日的很多记者是“跑航空口”的资深记者,但走进飞机生产科研试验一线的机会却是少之又少,因此大家都十分珍惜这次难能可贵的机会。在不到两天的时间里,他们先后参观了中航工业试飞中心、西飞、一飞院和强度所4家单位,内容丰富而充实,记者们都纷纷表示不虚此行。 本次媒体日活动由试飞中心、一飞院和西飞共同承办。为了便于管理,组织者们将来自全国20个省市近150名记者分成3个小组活动,每个小组都有志愿者全程陪同,这些志愿者和各单位的组织者们给媒体朋友留下了深刻印象。 由于当天一些航班的延误,在注册台服务的志愿者们一直等到深夜。在参观科研生产试验一线时,组织者为每个小组配备一台可移动的无线扩音器,志愿者全程拉着这台重达20公斤的扩音器跟在记者团的身后,让记者们能够清晰地听到讲解。媒体日活动现场到处可见志愿者忙碌的身影,保障了活动的顺利开展。 从飞机设计、生产、试验到试飞,都是极其专业的科技或工艺,但讲解员们都尽量用浅显易懂的语言来描述,用形象生动的比喻让大家更容易理解,耐心细致地解答记者们提出的问题。记者们最后交流时笑着说:“这次媒体日我们是上课来了。” 参加本次媒体日活动的记者们也并不清闲,无论走到哪里,专家、院士、总师的身旁都会围绕一群记者。走进实验室和生产一线时,记者们认真听着工作人员的讲解,有的还拿着笔记本做笔记,时不时提出疑问。一位厂长在活动结束后表示,记者们提出的问题往往都“正中要害”,十分专业。 在本届媒体日活动中,记者们来到西飞公司参观了数控厂房、数控喷丸生产线、复材厂房等,这些生产线代表了我国、甚至是世界最先进的生产技术。来自《国际航空》杂志的记者告诉我,从前一直报道复合材料的消息,但这次在西飞的厂房看到复材的蜂窝、碳纤维等原材料以及加工合成后的复合材料时,才真正明白复材工艺,这比看多少资料都要明了。 很多记者都是军事迷,看到歼15舰载机、歼10战斗机和直10武装直升机就在眼前时,他们兴奋的围着这些重量级选手360度无死角拍照,生怕错过任何一个好的角度。各位专家、总师、院士也成了各位记者追逐的主角。在参观一飞院见到唐长红院士时,一位来自中央电视台的记者在采访之余拉着唐院士要求合影,并强调唐院士是她的偶像。 在11月5日晚,组织者为参加活动的记者们准备了一台小型文艺演出。无论是职工艺术家的美声演唱还是年轻职工组创的乐队,演出的水准完全可以用专业级来评价,尽兴时记者也跑上舞台和职工合唱一段。后来了解到,这些职工艺术家都是工作在一线的员工,工作之余大家聚在一起排练节目,节假日时表演给广大职工。同行的记者说,别看阎良小,还真是卧虎藏龙,不仅造飞机,更出艺术家。

航空航天设备行业

航空航天设备行业:中国航空制造业迎来发展良机 来源:方正证券研究所发布时间:2010年12月02日14:39 作者:李俭俭 行业评级:看好评级变动:维持(首次)评级撰写时间: 我们作为专业观众于11月17日参加了在珠海举行的第八届中国国际航空航天博览会。国产大飞机项目市场推广获重大突破,低空开放正式破冰,中国的航空制造行业有望迎来一个爆发式成长期。本届航展有以下重大看点:中国航空制造业市场前景广阔,将迎来黄金发展期 根据中国商飞在珠海航展发布《2010年-2029年市场预测年报》,到2029年,全球 共需要30230架干线和支线飞机,总价值近3.4万亿美元。中国航空运输市场对民用飞机的需求价值高达4568亿美元,中国客机机队占全球机队的比例将从现在的8%上升至14%。 国产大飞机签订100架飞机启动订单,C919项目市场推广获得重大突破 在珠海航展开幕式上,中国商飞与中国国航、南航等6家企业签署了国产C919客 机启动用户协议,并获得了100架飞机的启动订单。C919大型客机启动用户的确定,表明国产大飞机开始被主流市场所接受。根据计划,C919客机将于2014年实现首飞,2016年完成适航取证并投放市场。 低空开放正式破冰,中航工业布局通用航空 国务院、中央军委于2010年11月14日印发《关于深化我国低空空域管理改革的 意见》,彻底打开了国内通用飞机的“蓝海”市场。中航通飞在珠海航展高调亮相共参与11个项目展示,其中有6项是首次参展,包括蛟龙600飞机模型、两型EPIC涡扇公务机模型、两型EPIC涡桨飞机模型和FKC浮空器模型。为应对国内通用航空产业的巨大潜在需求市场,中航通飞将重点围绕通用飞机研发、制造、运营与服务,力争实现通用航空的全产业链发展。 国外厂商看好中国航空市场,加强与国内航空制造企业合作 国外航空制造厂商极为看好中国航空制造市场的快速发展,在珠海航展期间纷纷和国内航空制造企业签订合作协议。西飞国际与法国赛公司签署《关于西安赛威短舱有限公司之合营合同》,航空动力与艾维欧签订备忘录拟合作建立航空发动机燃烧室优良制造中心,国外航空制造厂商先进的航空制造技术必将促进我国航空制造业的快速发展。 投资建议: 航空制造业属于国家战略性新兴产业,受到国家政策大力扶持,未来发展空间广 阔,给予“增持”评级。

航空航天先进复合材料

航空航天先进复合材料现状 2014-08-10 Lb23742 摘要:回顾了树脂基复合材料的发展史;综述了先进复合材料工业上通常使用环氧树脂的品种、性能和特性;复合材料使用的增强纤维;国防、军工及航空航天用树脂基复合材料;用于固体发动机壳体的树脂基体;用于固体发动机喷管的耐热树脂基体;火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体;树脂基结构复合材料;防弹结构复合材料;先进战斗机用复合材料;树脂基体;航天器用外热防护涂层材料;飞机结构受力构件用的高性能环氧树脂复合材料;碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天中的其它应用;民用大飞机复合材料;国产大飞机的软肋还是技术问题;复合材料之惑。 关键词:树脂基体;复合材料;国防;军工;航空航天;结构复合材料 0 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天,一个国家或地区的复合材料工业水平,已成为衡量其科技与经济实力的标志之一。先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。到2020年,只有复合材料才有潜力获得20-25%的性能提升。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂。在纤维增强复合材料领域中,环氧树脂大显身手。它与高性能纤维:PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S或E玻璃纤维复合,便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料,广泛运用在电子电力、航天航空、运动器材、建筑补强、压力管雄、化工防腐等六个领域。本文重点论述航空航天先进树脂基体复合材料的国内外现状及中国的技术软肋问题 1 树脂基复合材料的发展史 树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics),是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体,经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业,在我国不科学地俗称为玻璃钢。 树脂基复合材料于1932年在美国出现,1940年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩,其后不久,美国莱特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机,并于1944年3月在莱特-帕特空军基地试飞成功。1946年纤维缠绕成型技术在美国出现,为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁,尺寸、形状准确的复合材料模压件。1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功,并制成直升飞机的螺旋桨。60年代在美国利用纤维缠绕技术,制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体,为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。在此期间,玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用,使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。1961年片状模塑料(Sheet Molding Compound, 简称SMC)在法国问世,利用这种技术可制出大幅面表面光洁,尺寸、形状稳定的制品,如汽车、

复合材料大作业

先进复合材料制造技术复合材料表面的金属化 姓名丁志兵

班级05021104 学号2011301263 复合材料表面的金属化 材料作为社会进步的物质基础和先导,在人类历史发展的过程中一直都是人类进步的里程碑。每一种新材料的发现和利用都会为社会生产力的提高以及人类生活品质的提升带来巨大的变化。同时,材料制造的水平也是衡量一个国家科学技术和经济发展的重要因素之一。 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的发展具有悠久的历史,自20 世界40 年代因航空工业发展的需要而发展出的玻璃纤维增强复合材料(也称玻璃钢),复合材料这一新材料的名称因此而进入人们的视线。复合材料的出现,使得材料科学的内容产生了极大的丰富,并且因其自身的广泛而优异的性能而得到快速的发展,人们将复合材料的出现视为人类进步发展的里程碑。科学家预言:“复合材料在21 世纪中将支撑着科学技术的进步和挑起经济实力的脊梁”,“21 世纪将是复合材料的时代”,“先进复合材料在21世纪中将在航空航天技术领域中发挥越来越重要的作用”。随着时代的进步和科技的发展,复合材料结构已经广泛应用于航空航天、船舶、车辆、建筑工程等多个领域,的确,21 世纪将是复合材料的时代,复合材料必将肩负着重要的责任。 树脂基复合材料以其质轻、高比强度、高比模量、热膨胀系数小、性能可设计性等一系列优点,已经成为国内外航天器结构部件的首选材料,广泛应用于各类卫星天线、相机结构组件、裕架、太阳能电池板等。在航天器中,用复合材料代替金属材料,在保持原有力学性能,甚至更高的同时,可有效减轻航天器的重量,节约发射成本。但是,由于特殊的空间使用环境和航天技术新的发展需求,树脂基复合材料面临以下的问题,严重影响了该类材料的进一步应用。 1)空间防护能力不足,制约航天器向长寿命方向发展。 航天器在空间运行过程中要经受严酷的空间环境考验。近地轨道以大量的原子氧、紫外环境为主。原子氧是一种很强的氧化剂,对树脂基体具有很强的腐蚀作用,当航天器以极高的速度在其中运行时,相当于将航天器浸泡于高温的氧原子气体中,裸露在外的树脂基复合材料结构件表面与其作用形成挥发性的氧化物;在地球同步轨道,空间辐射环境以带电高能粒子如电子,质子和紫外线等为主,带电粒子对卫星结构件的辐射损伤主要是通过以下两个作用方式:一是电离作用,即入射粒子的能量通过被照物质的原子电离而被吸收,另外一种是原子的位移作用,即被高能粒子中的原子位置移动而脱离原来所处的晶格位置,造成晶格缺陷。高能的质子和重粒子既能产生电离作用,又能产生位移作用。所有这些作用都会导致树脂基

航空航天产业

成都市航空航天产业 投资指南 二OO八年八月

目录 一、产业现状........................................................... 2 .... (一)、产业基础..................................................... 2 .... 1、基本情况........................................................ 2 .... 2、发展动态........................................................ 3 .... (二)、产业链情况................................................... 4 .... 1、产业链.......................................................... 4 .... 2、在蓉重点企业及国内外优势企业.................................... 7 .... (三)、市场概况..................................................... 1..1 二、投资环境...........................................................1 (1) (一)、人力资源.................................................... 1..1 1、人力资源供给....................................................1 (1) 2、劳动力成本...................................................... 1..3 3、人力资源服务....................................................1 (5) (二)、基础设施..................................................... 1..7 1、自来水..........................................................1 (7) 2、电力............................................................1..8 . 3、天然气..........................................................1 (8) (三)、物流条件..................................................... 1..8 1. 航空.............................................................1..8 . 2. 铁路运输.........................................................2 0 3. 公路 ............................................................2..1 . 4. 水路 ............................................................2..1 . (四)、环保要求..................................................... 2..2 三、产业发展规划.....................................................2..2 . (一)、产业政策..................................................... 2..2 (二)、产业规划..................................................... 2..3 1、总目标..........................................................2 (3) 2、产业发展目标....................................................2 (3) (三)、一区一主业...................................................2 (5) 四、“5.12 ”汶川地震对成都市产业发展的影响............................2...8. (一)、汶川地震对成都市的影响.......................................2..8...(二)、汶川地震对成都市航空航天产业的影响........................... 3..0. 航空航天产业是成都市的优势产业与战略性先导产业。成都有着发展航空航天产业的科研基础、制造优势、技术创新和市场辐射能力。

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状 从低成本成型的研发现状看,大致可分为以下5方面的内容:(1)对热固性复合材料一直沿用的方法进行改进和提高效率,如Filament Winding(FW,纤维缠绕)、Pultrusion(拉挤)、 Braiding(编织)、 Tow placement(丝束排布)、自动成套裁剪、预浸材料激光样板切割(Laser template)等自动化技术。(2)湿法工艺技术:RTM、RFI等在纤维增强体的预型件上再注入浸渍树脂。(3)热塑性复合材料的易成型新材料开发及IN-SITU(原位)成型方法:D irect consolidate(直接固结)、Commingled yarn(搀混纱线)、Powder co ated towpreg(粉末涂覆丝束预浸)等新成型方法。(4)不用热压罐的新固化技术,用微波、电子束、超声波、X线等高效率能量的新固化方法。(6)CAD/C AM模拟技术:铺层、浸渍、成型、固化等工序的模型化/模拟技术,有助于保证产品质量,提高生产效率。 低成本成型技术当前发展的主流是湿法成型技术,也称液体模塑成型技术(简称LCM),主要有树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)、树脂渗透成型工艺(SCRIMP)和结构反应注射模塑等。其中最重要的是树脂传递模塑技术(RTM)以及由此而发展起来的VARTM。RTM免除了将纤维制成预浸料,再切割成层片然后再铺叠成预型件的过程,摆脱了大投资的热压罐,工艺易于实现自动化,具有生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。是目前国际上发展应用最快,并在航空工业应用最多的低成本技术之一。 从国际上看,美国在湿法成型技术上处于领先地位,特别是在航空航天领域内,在过去十年里,美国应用RTM技术的增长率为20-25%。据美国塑料工程学会预测,在今后五年里美国应用RTM技术的增长率将提高到30-32%。美国基本形成了RTM有关的材料体系、制造工艺、技术装备和验证系统,并在武器装备上得

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