复合材料预浸料自动铺带成型适宜性研究
大型复合材料筒形结构自动铺带技术
·新材料新工艺·收稿日期：2010－09－06作者简介：张蕾，1982年出生，硕士，主要从事复合材料成型技术研究。
E －mail ：vanbud@eyou．com大型复合材料筒形结构自动铺带技术张蕾王俊锋刘伟熊艳丽范佳（航天材料及工艺研究所，北京100076）文摘采用国产T300/605热熔法预浸料，对大型复合材料筒形结构自动铺带技术进行了研究。
通过对自动铺带角度的工艺优化，铺带角度进行微调，实现了复合材料筒形结构的满覆盖铺放。
在此基础上进行了大型复合材料筒形结构的自动铺带工艺试验，对自动铺带工艺试验件进行无损检测及取样性能测试。
结果表明：预浸料铺覆性良好，自动铺带成型的预浸带间隙或重叠≤1mm ，铺带角度与理论铺带角度偏差≤0．2ʎ。
试验件成型质量良好，自动铺带技术可以满足大型复合材料结构高质量成型需求。
关键词自动铺带，筒形结构，复合材料Automated Tape Placement in Large Composite Cylinder StructureZhang LeiWang JunfengLiu WeiXiong YanliFan Jia（Aerospace Research Institute of Materials ＆Processing Technology ，Beijing 100076）Abstract Automated tape placement in large cylinder structure was studied with domestic T300/605melting preparedprepreg．The ply angle was optimized to achieve the full-scale laying in large cylinder structure ，which would avoid the gap or overlaps．On the basis of the optimization ，the process experiment of large cylinder structure with automated tape placement was carried out and the result indicated that the adhesion of the prepreg tape was fit for automated tape placement．The gap or over-lap between the tapes were less than 1mm and the error of ply angle was less than 0．2ʎ．Nondestructive testing of the composite cylinder and test of mechanical and physical performance was carried out．The result showed that the property of the compositecylinder was eligible ，which indicated that automated tape placement satisfied the moulding of the large cylinder structure．Key words Automated tape placement ，Cylinder structure ，Composite 0引言自动铺带技术起源于20世纪60年代，第一台计算机全自动控制铺带机由General Dynamics 公司和Conrac 公司合作完成，用于铺放飞机的复合材料机翼部件［1］。
自动铺带技术在复合材料制造中的应用探索
自动铺带技术在复合材料制造中的应用探索自动铺带技术是一种现代化的复合材料制造方法，通过利用机器人或自动化设备来将预浸料或干型纤维材料连续地铺放在模具上，进而实现复合材料的制造。
这种技术相比传统的手工铺带，具有更高的生产效率、更好的一致性和更高的品质控制。
本文将探讨自动铺带技术在复合材料制造中的应用，并分析其优势和潜在的挑战。
一、自动铺带技术的优势1.提高生产效率：自动铺带技术利用机器人或自动化设备代替人工操作，能够大幅提高生产效率。
在传统的手工铺带中，工人需要一遍遍地将铺带逐一放置，而自动铺带技术可以连续不断地进行铺带，大大减少了制造时间。
2.保证产品一致性：自动铺带技术能够精确地控制铺带的速度、压力和纤维摆放方向，保证每一块复合材料的质量一致性。
而手工操作容易受到工人技术水平和疲劳程度的影响，导致产品质量的波动。
3.提高产品质量：自动铺带技术可以实现更精确、更均匀地铺放纤维材料，避免了手工操作中可能出现的误差。
同时，自动铺带技术还能控制纤维材料的厚度和纤维摆放的角度，使得复合材料具有更好的力学性能和表面质量。
二、自动铺带技术在复合材料制造中的应用1.航空航天领域：复合材料在航空航天领域具有广泛的应用前景，而自动铺带技术可以大幅提高复合材料的制造效率和产品质量。
通过自动铺带技术，可以制造出轻质、高强度的航空航天结构件，满足航空航天工业对材料性能和质量控制的高要求。
2.汽车工业：自动铺带技术在汽车工业中有着广泛的应用。
通过在汽车零部件中使用复合材料，可以实现车身的轻量化，并提高汽车的燃油效率。
自动铺带技术可以大幅提高复合材料零部件的制造效率，满足汽车工业对大规模生产和高品质产品的需求。
3.建筑领域：自动铺带技术也可以应用于建筑领域的复合材料制造。
复合材料在建筑领域有着广泛的应用前景，可以用于制造建筑结构件、装饰材料等。
自动铺带技术可以提高建筑材料的生产效率，同时保证产品的一致性和质量，满足建筑行业对快速和高质量产品的需求。
自动铺带技术对复合材料构件性能的影响研究
自动铺带技术对复合材料构件性能的影响研究自动铺带技术是一种应用于复合材料制造工艺中的先进技术。
它通过使用机器人或自动化系统来精确地铺设纤维材料，从而实现复合材料构件的生产。
本文将探讨自动铺带技术对复合材料构件性能的影响，并分析其在强度、耐久性和成本等方面的优势。
首先，自动铺带技术在提高复合材料构件强度方面发挥着重要作用。
相比传统的手工铺设方法，自动铺带技术能够更准确地控制纤维材料的排布和分布密度。
这样一来，每一块纤维都能够按照设计要求被正确地定位和安装，从而最大程度地发挥复合材料的强度潜力。
此外，自动铺带技术还能够降低纤维布料的错位和重叠现象，提高纤维层间的粘结力，进一步增强了构件的强度。
其次，自动铺带技术对构件的耐久性有着显著影响。
由于自动铺带技术能够准确地控制纤维材料的排布，可以使纤维以最佳的角度和方式进行铺设。
这种定制化的铺设方式能够最大限度地提高构件的强度和刚度，并且减少因纤维排布不合理而引起的应力集中和构件疲劳的可能性。
此外，自动铺带技术还可以实现纤维材料在构件表面的无缝铺设，减少了结构中的潜在损伤点，从而提高了构件的耐久性和使用寿命。
另外，自动铺带技术在复合材料构件制造过程中具有显著的经济效益。
相比传统的手工铺设方法，自动铺带技术能够大大减少人力成本和生产周期。
通过机器人或自动化系统的精确控制，可以快速、高效地完成铺设工作，大大提高了生产效率。
此外，自动铺带技术还可以减少材料浪费，优化材料使用，降低了制造成本。
这一系列的经济优势使得自动铺带技术在复合材料构件的大规模生产中具有巨大的潜力和应用前景。
除了上述优势，自动铺带技术还具有一些辅助性的影响。
例如，自动铺带技术能够实现对纤维材料的自动切割和粘接，减少了人工操作的繁琐程度，提高了生产效率。
同时，自动铺带技术还能够在铺设过程中实时监测和调节纤维材料的张力和排布，避免了因人为因素引起的误差，提高了构件的一致性和准确性。
这些辅助性的特点进一步加强了自动铺带技术在复合材料构件制造领域的竞争力和应用优势。
自动铺带技术在复合材料结构件制造中的应用案例分析
自动铺带技术在复合材料结构件制造中的应用案例分析引言复合材料作为一种重要的材料，在航空航天、汽车、船舶等领域中得到了广泛应用。
复合材料的制造过程对于最终产品的质量和性能至关重要。
其中，自动铺带技术作为一种高效、精确的制造方法，被广泛应用于复合材料结构件的生产。
本文将分析自动铺带技术在复合材料结构件制造中的应用案例，并通过实例探讨其优势和挑战。
1. 自动铺带技术简介自动铺带技术是一种将预浸料纤维布按照设计要求排列、覆盖在模具上的制造方法。
该技术主要包括铺带过程、固化过程和模具脱模过程。
铺带过程中，机器人根据CAD文件或数控编程指令精确控制铺带头的运动，将预浸料纤维布覆盖在模具上。
固化过程中，通过烘烤或加热使得预浸料纤维布固化成为强度和刚度较高的复合材料。
脱模过程中，复合材料从模具上剥离，并进行后续加工。
2. 自动铺带技术在飞机制造中的应用案例2.1 A380机身板制造欧洲航天防务集团（EADS）使用自动铺带技术制造A380机身板。
铺带机器人根据设计要求，精确控制铺带头和纤维布的运动，将预浸料铺到模具上。
该技术不仅提高了生产效率，还保证了复合材料结构件的质量和一致性。
同时，相比于传统的手工操作，自动铺带技术减少了人力成本和人为误差，提高了产品质量。
2.2 波音787机翼制造波音公司采用自动铺带技术制造787机翼。
自动铺带机器人可以精确控制铺带头的运动，并快速、准确地排列纤维布。
该技术不仅提高了工作效率，还避免了手工操作中可能产生的纤维布错位、损坏等问题。
通过自动铺带技术，波音公司实现了大规模、高质量的机翼制造，为航空业带来了突破性的创新。
3. 自动铺带技术的优势和挑战3.1 优势（1）高效准确：自动铺带技术可以实现高速而精确的铺带，提高了生产效率和产品质量。
（2）一致性和可重复性：机器人通过程序控制，可以确保每次铺带过程的一致性，减少了人为误差。
（3）节约成本：相比于传统的手工操作，自动铺带技术可以减少人力成本，并大幅提高生产效率。
复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化
复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化复合材料是由多种不同材料组合而成的复合材料，具有轻质、高强度、高刚性、耐高温等优良性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等工业领域。
复合材料的复合成型工艺研究及工艺参数优化，是提高复合材料制备质量和性能的重要环节。
一、复合材料的复合成型工艺研究复合材料的复合成型工艺研究主要包括预浸工艺、自动化布料、层压成型等方面。
1. 预浸工艺预浸工艺是将纤维材料浸渍于树脂固化剂中，形成浸渍纤维材料的过程。
预浸工艺要求纤维材料在浸渍过程中均匀分布树脂固化剂，并保持一定的固化时间。
通过优化预浸工艺的浸渍时间和浸渍厚度，可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 自动化布料自动化布料是指利用机器人或自动化设备将纤维材料按照一定的规律布置在模具中的过程。
通过自动化布料，可以实现纤维材料的均匀布局，减少纤维材料间的空隙，并提高复合材料的强度和刚度。
自动化布料的关键是控制纤维材料的层压顺序和布料角度，通过优化布料工艺可以得到复合材料的最佳力学性能。
3. 层压成型层压成型是将浸渍纤维材料按照一定的层次和顺序排列，经过一定的压力和温度条件下进行加热固化的过程。
层压成型工艺的关键是控制加热温度和固化时间，以及模具的设计和压力的施加方式。
通过优化层压成型工艺，可以得到复合材料的理想结构和性能。
二、工艺参数的优化复合材料的工艺参数包括浸渍时间、浸渍厚度、布料顺序、布料角度、加热温度、固化时间等。
通过优化这些工艺参数，可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
1. 工艺参数优化的方法工艺参数的优化可以采用试验设计方法，通过设计并进行一系列试验，收集不同参数下的复合材料性能数据，利用统计分析方法寻找最佳的工艺参数组合。
常用的试验设计方法包括正交试验设计和响应面法等。
2. 工艺参数优化的影响因素工艺参数的优化受到多个影响因素的综合作用，主要包括纤维材料的性质、树脂固化剂的特性、模具的设计和加热设备的性能等。
复合材料自动铺放设备——基于预浸料的复合材料结构高质高效制造平台
复合材料自动铺放设备——基于预浸料的复合材料结构高质高效制造平台复合材料自动铺放设备——基于预浸料的复合材料结构高质高效制造平台中航工业制造所孙年俊先进复合材料因比模量、比强度高，抗疲劳、耐腐蚀、可设计和工艺性好，成为飞机结构重要发展方向之一。
轻质、高强、性能优异的复合材料成为理想的结构用材，并逐渐从小型、简单、次承力结构向大型、复杂、主承力结构过渡。
国外军机上复合材料用量普遍占结构重量的25%～50%；在民用领域，波音公司787飞机的复合材料用量达到50%，而A350XWB复合材料用量达到了创纪录的52%。
用于复合材料结构制造的先进专用工艺装备在国外迅速发展，特别是基于预浸料的复合材料自动铺放设备，包括自动铺带机和铺丝机，已在国外最先进的战机和民机制造中得到广泛应用。
这些先进铺放装备具有人工/半自动人工铺放所不可比拟的优点（对比如表1所示）。
复合材料铺放制造技术包括铺放装备技术、铺放CAD/CAM技术、铺放工艺技术、预浸料制备技术、铺放质量控制、一体化协同数字化设计等一系列技术，主要是自动铺放装备技术、应用软件技术以及材料工艺技术的融合集成。
其中自动铺放装备技术是整个技术的基础和核心，而铺放装备技术中最关键的是铺放头多功能集成技术和多坐标、多系统运动协同控制技术。
复合材料铺放制造过程为铺放头在多坐标联动控制下，快速准确地运动到复合材料将要铺放的模具表面，并按照铺放程序的指令准确、无误、高效、自动地完成装在专用卷轴上的预浸料（带或丝束）的铺放，包括完成送料、定位、切割、加热、压紧、回收等动作，保证铺放质量满足工艺要求。
欧美少数几个国家已具有较为成熟的复合材料自动铺放设备设计制造能力，研制了立式、卧式、龙门式、集成工业机器人等各种结构形式的复合材料自动铺带机和铺丝机，在机身、机翼、进气道等飞机大型复杂复材结构制造中得到应用，为提升复合材料在军机和民机中的用量做出了重要贡献。
国内在该设备研制方面尚处于原理性研究和工程样机研制阶段。
自动铺带技术在复合材料结构件疲劳断裂行为研究中的应用
自动铺带技术在复合材料结构件疲劳断裂行为研究中的应用随着科技的不断发展，复合材料在各个领域中的应用越来越广泛。
然而，作为一种新型材料，复合材料的疲劳断裂问题一直是科学家和工程师们关注的焦点。
为了解决这一问题，研究人员们引入了自动铺带技术，以提高复合材料结构件的疲劳断裂行为。
自动铺带技术是一种用于在复合材料制造过程中自动焊接铺设连续纤维增强预浸料的技术。
相比传统的手工铺带工艺，自动铺带技术具有更高的工艺自动化程度和更好的工艺控制能力。
在研究复合材料结构件的疲劳断裂行为时，自动铺带技术可以发挥以下几个方面的作用：首先，自动铺带技术可以提高复合材料结构件的表面质量。
传统的手工铺带工艺容易产生褶皱和纤维空隙等缺陷，而这些缺陷会对材料的疲劳性能产生负面影响。
通过自动铺带技术，复合材料结构件的铺带过程可以更加均匀和精确，从而减少缺陷的产生，提高材料的力学性能和疲劳性能。
其次，自动铺带技术可以优化纤维布置方式。
复合材料的疲劳断裂行为与其纤维的布置方式密切相关。
通过自动铺带技术，研究人员可以精确控制纤维的走向和分布，以满足结构件在不同应力情况下的力学性能需求。
这种优化的纤维布置方式可以提高结构件的疲劳寿命，减缓疲劳断裂的发生。
第三，自动铺带技术可以实现复合材料结构件的渐进加载。
渐进加载是指在复合材料结构件的使用过程中，逐渐增加加载荷载的过程。
通过自动铺带技术，可以在制造过程中实现复合材料结构件的渐进加载。
这样一来，可以更加准确地研究疲劳断裂行为，并得到更可靠的数据。
最后，自动铺带技术可以提高研究的效率和可重复性。
传统的手工铺带工艺需要工人的手工操作，存在人为因素干扰和制造误差。
而自动铺带技术可以实现全自动化的制造过程，减少人为误差的发生。
这不仅可以提高研究的效率，还可以提高实验结果的可重复性，从而更准确地研究复合材料结构件的疲劳断裂行为。
综上所述，自动铺带技术在复合材料结构件疲劳断裂行为研究中具有重要的应用价值。
复合材料自动铺放技术研究
196研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2019.06 (上)在航空领域方面，先进复合材料以其自身的综合性能获得了广泛应用。
近年来，大型复合材料整体组件尺寸及数量在飞机机体结构方面的运用不断增加，在一定程度上是受复合材料自动铺放技术快速发展的作用，例如B787复合材料用量达到50％，其中80％为自动铺放。
复合材料自动铺放技术其实质是一种低成本的先进复合材料构件制造技术，其能有效发挥出复合材料本身所具有的组件质量稳定、可设计性好和易整体成型的优点。
大型复合材料构件的结构设计从初始设计开始，就要考虑自动化带来的效益，结构设计理念必须考虑材料和制造的实施，目前该技术是国外航空领域中大型复合材料构件的主要制造方法，国内处于发展阶段。
1 概述由于先进复合材料与金属材料的成本相比较高，因而各个发达国家都将大量人力、物力运用于复合材料的低成本技术研究之中。
目前，先进复合材料的低成本制造技术重点分为以下两点：（1）依据液体成型的VARTM 和RTM 等技术；（2）依据预浸带（丝）成型的拉挤成型技术、纤维缠绕技术及自动铺放技术，当中复合材料自动铺放技术是提高复合材料用量、增强效率、确保产品质量及减少成本的一项重要技术。
复合材料自动铺放是利用铺放机器采用计算机自动控制技术取代手工铺叠，由机器的压实系统把预浸带（丝）铺放在模具表面，通过达到纤维分布和方向的按需布局，能够给出精确的自动铺放控制参数，这些参数对于产品的性能和质量具有重要影响，并能大幅降低制造成本。
复合材料自动铺放技术方法包括单向带缠绕（AFW）、自动铺带（AWL）以及自动铺丝（AFP）等，本文重点介绍自动铺带和自动铺丝技术的特点及其在大型飞机结构上的应用。
复合材料自动铺放技术研究王娆（航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司西飞设计院，陕西 西安 710089）摘要：先进复合材料自动铺放技术，突破了大型符合材料组件无法手工成型的问题，具有成本低、质量高、效率高、精度高及可靠性高的优势，是一种自动化和数字化制造技术。
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第３１卷 第２１期２００９年１１月武 汉 理 工 大 学 学 报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＷＵＨＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３１ Ｎｏ．２１ Ｎｏｖ．２００９ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－４４３１．２００９．２１．０１２复合材料预浸料自动铺带成型适宜性研究蒋诗才，邢丽英，陈祥宝（北京航空材料研究院，北京１０００９５）摘 要： 为考察不同耐温等级复合材料预浸料自动铺带工艺适宜性，研究了不同环氧及双马树脂体系预浸料的室温粘性，并给出预浸料分级的评分方法。
结果表明：低温环氧ＬＴ０３Ａ／Ｔ７００、中温环氧３２３４／Ｔ７００、高温环氧５２２８Ａ／Ｔ７００为１级，适合室温自动铺带成型工艺；低温环氧ＬＴ０３／Ｔ７００、高温环氧５２２８／Ｔ７００、双马５４２９／Ｔ７００为２级不适合室温自动铺带成型工艺。
对确定的预浸料体系自动铺带工艺适宜性方法进行了自动铺放工艺验证，证明预浸料体系自动铺带工艺适宜性的判定方法是有效的。
关键词： 预浸料； 粘性； 自动铺带； 成型适应性中图分类号： Ｖ２５４．１１文献标识码： Ａ文章编号：１６７１－４４３１（２００９）２１－００４４－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｌｄｉｎｇＳｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＰｒｅｐｒｅｇＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒＡｕｔｏｍａｔｅｄＴａｐｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＪＩＡＮＧＳｈｉ－ｃａｉ，ＸＩＮＧＬｉ－ｙｉｎｇ，ＣＨＥＮＸｉａｎｇ－ｂａｏ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｅｖｅｌｓｐｒｅｐｒｅｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈａｕｔｏｍａｔｅｄｔａｐｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅｐｒｅｐｒｅｇｖｉｓｃｏｓｉｔｉｅｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｐｏｘｙａｎｄｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ（ＢＭＩ）ｒｅｓｉｎｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄａｓｃｏｒｅｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｐｒｅｇｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｒｏｖｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ＬＴ０３Ａ／Ｔ７００ｗｉｔｈｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ，３２３４／Ｔ７００ｗｉｔｈｍｉｄｄｌｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｐｏｘｙ，５２２８Ａ／Ｔ７００ｗｉｔｈｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｐｏｘｙｉｓｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｓ１－ｌｅｖｅｌａｎｄｉｓｓｕｉｔ－ａｂｌｅｔｏａｕｔｏｍａｔｅｄｔａｐｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｈｉｌｅＬＴ０３／Ｔ７００ｗｉｔｈｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｐｏｘｙ，５２２８／Ｔ７００ｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｐｏｘｙ，ＢＭＩ５４２９／Ｔ７００ａｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｓ２－ｌｅｖｅｌａｎｄｉｓｕｎｓｕｉｔａｂｌｅｔｏａｕｔｏｍａｔｅｄｔａｐｅｐｒｏｃｅｓｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ．Ｔｈｅｐｒｅｐｒｅｇｍｏｌｄｉｎｇｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍａｔｅｄｔａｐｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｆｉｒｍｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｃｏｒｅｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｐｒｅｐｒｅｇ； ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ； ａｕｔｏｍａｔｅｄｔａｐｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ； ｍｏｌｄｉｎｇｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２００９－０６－１５．作者简介：蒋诗才（１９７３－），男，工程师．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉ０３２４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ自动铺带（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＴａｐｅ）成型以有隔离背衬纸的单向预浸带为原料，在铺带头中完成预定边界形状切割，然后在压辊作用下按设计轨迹直接铺叠到模具表面。
有研究表明［１］，手工铺叠复合材料效率为３磅／ｈ，而自动铺带技术能达到１５～３０磅／ｈ；手工铺叠复合材料废料量为１５％～２０％，而自动铺带技术只有５％左右。
还有研究表明，利用自动铺带技术制备的复材料构件具有尺寸精度较高，内应力低等特点，是提高复合材料性能的一个重要途径。
从上世纪８０年代起，已应用自动铺带机生产了军机如Ｂ１和Ｂ２轰炸机的机翼蒙皮；近年来用于ＮａｖｙＡ６轰炸机机翼、Ｆ２２战斗机机翼和波音７７７飞机机翼、水平和垂直安定面蒙皮。
Ｖｏｕｇｈｔ飞机公司应用自动铺带机生产包括军用Ｃ－１７运输机的水平安定面蒙皮、全球鹰ＰＱ－４Ｂ大展弦比机翼，以及波音公司应用自动铺带技术生产了如７７７水平安定面蒙皮等。
９０年代后，西欧开始研制生产自动铺带机，如西班牙的１１轴铺带机和法国的双向铺带头技术。
ＥＡＤＳ－ＣＡＳＡ在欧洲最早使用自动铺带技术生产复合材料结构，生产了如Ａ３３０和Ａ３４０水平安定面蒙皮、Ａ３４０－６００尾翼蒙皮、Ｄｏｒｎｉｅｒ７２８喷气飞机的水平面和垂直安定面蒙皮以及翼梁，以及Ａ３８０的安定面蒙皮［２－４］。
国内现有的先进树脂基复合材料制造技术以手工铺叠为主，其不足是生产效率低、原料浪费严重、批次稳定性较差，且一些大的具有一定曲面复合材料构件难于制造。
国内复合材料自动铺带成型技术的研究刚刚起步。
文章通过建立不同耐温等级预浸料粘性评分标准对不同预浸料的粘性打分，再根据分数评价不同树脂基预浸料的自动铺带适宜性，为进一步开展树脂基复合材料自动铺带成型技术奠定了一定的基础。
１ 实 验 预浸料是自动铺放／热压成型复合材料的中间材料。
预浸料粘性的好坏直接决定了预浸料的可铺覆性，进而影响纤维在复合材料中的排列位置，对复杂形状，可能铺叠不实而引起纤维架桥，从而影响成型的工艺性和材料的力学性能，因此预浸料粘性可作为评价树脂基复合材料自动铺带工艺适宜性的一个关键指标。
预浸料的粘性目前没有定量的表征方法，该文通过粘贴在钢板上的２片预浸料叠层彼此剥离的难易程度来评定预浸料的粘性。
首先通过尝试法确定１种适宜于自动铺带样机铺叠的树脂体系预浸料，测试其粘贴在钢板上的２片预浸料叠层彼此开裂或脱落或叠层与钢板开裂或脱落所经历的时间，确定其预浸料粘性得分，得分标准如表１所示。
再测量其它树脂体系粘贴在钢板上的２片预浸料叠层彼此开裂或脱落或叠层与钢板开裂或脱落所经历的时间，最后得出不同树脂体系粘性得分，来判定不同树脂基复合材料自动铺带成型工艺适宜性。
表１ 预浸料粘性等级评分标准评判标准分值可自身粘接２不可自身粘接０可无损剥离２不可无损剥离０与垂直金属板粘接时间＞１ｈ３与垂直金属板粘接时间＜１ｈ１不可与垂直金属板粘接０ 粘性等级：１级：６～７分；２级：４～５分；３级：３分；４级：２分以下。
其中１级为室温可铺，２、３级为室温不可铺，采取一定措施后可铺，４级为不适宜自动铺放。
１）预浸料自身粘性试验取２个１００ｍｍ×１００ｍｍ的预浸料试样，分别揭掉每个试样上的隔离层；把第１个试样放置在水平工作台上（其有隔离层的一面接触工作平台）；将第２个试样的隔离层面朝上，并与第１个试样呈９０°交叉铺贴，用刮板赶出气泡；观察并记录２个试样是否相互粘结；当试图将２个试样彼此分离时，观察并记录试样间是否为无损分离。
表２ 室温自动铺带成型工艺适宜性试验结果不同树脂体系预浸料评判情况粘性评分等级自动铺带成型工艺适宜性低温环氧／碳纤维（ＬＴ０３／Ｔ７００）自身相互粘接２不能无损剥离０与垂直金属板粘接ｔ≥８ｈ３２室温不可铺中温环氧／碳纤维（３２３４／Ｔ７００）自身相互粘接２可无损剥离２与垂直金属板粘接１ｈ≤ｔ≤５ｈ３１室温可铺高温环氧／碳纤维（５２２８／Ｔ７００）自身相互粘接２可无损剥离２与垂直金属板粘接ｔ≤１ｈ１２室温不可铺双马／碳纤维（５４２９／Ｔ７００）自身相互粘接２可无损剥离２不能与垂直金属板粘接０２室温不可铺 ２）预浸料在垂直金属板上的粘性试验 取３个１００ｍｍ×１００ｍｍ的预浸料试样；在垂直金属板上铺放３层预浸料（每层预浸料纤维与垂直板底边平行），然后用刮板压紧；观察并记录预浸料叠层彼此开裂或脱落或叠层与钢板开裂或脱落所经历的时间。
作者根据预浸料自身粘接、剥离能力及与垂直金属板粘接时间的不同制定了１个预浸料粘性等级评分标准。
５４第３１卷 第２１期 蒋诗才，邢丽英，陈祥宝：复合材料预浸料自动铺带成型适宜性研究 ２ 结果与讨论２．１ 树脂基复合材料自动铺带工艺适宜性的判定研究了室温下不同预浸料的粘性及其自动铺带工艺适宜性，结果见表２。
研究了表２中不同树脂体系粘温特性，其粘度－温度曲线如图１所示。
从图１可以看出，ＬＴ－０３树脂体系粘度偏低，５２２８及５４２９树脂体系自身粘度偏高。
其中５４２９树脂体系粘度明显高于其它树脂体系。
针对不同树脂体系的粘度特性，对ＬＴ－０３及５２２８树脂体系进行了改性，改善了其树脂体系粘度，结果见图２。
５４２９树脂体系如果从结构上改善粘度，将带来韧性性能的下降，因此采取了提高自动铺带成型模具温度的方法来调整粘度。
改进后不同预浸料粘性的分级及自动铺带成型适宜性结果见表３。
６４ 武 汉 理 工 大 学 学 报 ２００９年１１月２．２ 树脂基复合材料自动铺带成型工艺性的验证 上述研究结果在哈尔滨飞机公司引进的自动铺带机得到验证。
采用宽度为１５０ｍｍ的５２２８Ａ／Ｔ７００、５４２９／Ｔ７００预浸料在哈飞公司引进的大型自动铺带机上进行了铺放试验，验证自动铺带成型用预浸料见表３ 改进后自动铺带成型工艺适宜性结果原材料体系改进后材料体系改进措施改进后材料体系评分／等级自动铺带成型工艺适宜性５２２８／Ｔ７００５２２８Ａ／Ｔ７００树脂体系改进７／１室温可铺５４２９／Ｔ７００５４２９／Ｔ７００提高模具温度７／１３０℃可铺图３。
常温时５２２８Ａ／Ｔ７００预浸料能够连续铺放，满足技术要求，结果见图４；５４２９／Ｔ７００预浸料在室温铺放时出现预浸料不能有效地和金属模具贴合，因此不能连续铺放，当模具温度升高到３０℃时，５４２９／Ｔ７００预浸料能有效地和金属模具贴合，可以连续铺放，满足技术要求，结果见图５。
验证结果表明：该研究确定的自动铺带预浸料粘性分级方法与实际铺放情况是对应的，对复合材料自动铺带成型技术的进一步深入开展具有实用意义。
３ 结 论ａ．对不同耐温等级树脂体系进行分级，其中中温环氧３２３４／Ｔ７００，适合自动铺带室温成型工艺；低温环氧ＬＴ０３／Ｔ７００、高温环氧５２２８／Ｔ７００、双马５４２９／Ｔ７００为２级不适合室温自动铺带成型工艺；ｂ．经树脂体系改性后，低温环氧ＬＴ０３Ａ／Ｔ７００、高温环氧５２２８Ａ／Ｔ７００适宜于室温自动铺带成型、通过提高模具温度到３０℃，实现了双马５４２９／Ｔ７００自动铺带成型；ｃ．对确定的预浸料体系自动铺带工艺适宜性方法进行了自动铺带工艺验证，结果表明预浸料体系自动铺带工艺适宜性的判定方法是有效的。