大型复合材料构件铺带机上的重大技术突破
复合材料在飞机上的应用
新视点NEW VIEWPOINT64航空制造技术２００６年第３期目前，复合材料在飞机上的应用已非常广泛，但在２０世纪９０年代初复合材料市场曾一度陷入低靡，究其原因是由于复合材料设计制造的复杂性造成了成本壁垒，人们开始认识到只有重视性能和成本的平衡，才能使复合材料展现辉煌。
随着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，大大推动了复合材料在飞机上的广泛应用。
本文在介绍国外复合材料在飞机上广泛应用的基础上，对作为技术保障的数字化设计技术和先进制造技术进行了分析研究。
从国外情况看，各种先进的飞机都与复合材料的应用密不可分，复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。
下面介绍复合材料在飞机上应用的发展趋势。
（１） 复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料在飞机上的应用评述北京航空航天大学机械工程及自动化学院 张丽华 范玉青复合材料用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比表示，纵观复合材料在民机上的发展情况发现，无论是波音公司还是空中客车公司，随着时间推移，复合材料的用量都呈增长趋势。
最具代表意义的是空客公司的Ａ３８０客机和波音公司最新推出的７８７客机。
在Ａ３８０上仅碳纤维复合材料的用量就达３２ｔ左右，占结构总重的１５％，再加上其他种类的复合材料，估计其总用量可达２５％左右。
７８７上初步估计复合材料用量可达５０％，远远超过了Ａ３８０。
另外，复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势。
（２） 应用部位由次承力结构向主承力结构过渡。
飞机上最初采用复合材料的部位有舱门、整流罩、安定面等次承力结构，目前已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。
从１９８２年开始用复合材料制造飞行操纵面（如Ａ３１０－２００飞机的升降舵和方向舵），空客公司在主承力结构上使用复合材料已有２０多年的经验。
在Ａ３８０上采用的碳纤维复合材料大型构件主要有中央翼盒、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，大量的主承力结构都采用了复合材料。
大型机身复合材料加筋壁板制造技术及应用
大型机身复合材料加筋壁板制造技术及应用随着航空工业的发展，大型飞机的制造成为了航空工业的主要发展方向之一。
大型飞机的机身结构需要具备轻质、高强度和耐腐蚀等特点，而复合材料加筋壁板则成为了大型飞机机身结构制造中的一种重要技术。
本文将对大型机身复合材料加筋壁板制造技术及应用进行探讨。
一、复合材料加筋壁板的制造技术1.复合材料加筋壁板的材料选择复合材料加筋壁板是由多种材料复合而成的，其主要包括复合材料、加筋材料和表面涂层材料。
复合材料通常采用碳纤维、玻璃纤维或者碳纤维/玻璃纤维混合材料。
加筋材料通常选用铝合金或者钛合金。
表面涂层材料通常选用环氧树脂或者聚酯树脂。
2.复合材料加筋壁板的制造工艺（1）预制加筋材料：首先，将所选用的复合材料、加筋材料和表面涂层材料按照一定的配方比例混合，并通过模具预制成加筋材料。
（2）复合材料加筋壁板的成型：然后，将预制的加筋材料放置在模具中，再利用真空吸引或者压力成型技术将复合材料与加筋材料进行复合，形成复合材料加筋壁板的初步结构。
（3）硬化处理：最后，对复合材料加筋壁板进行硬化处理，使其具备一定的强度和刚度，以便满足实际使用的要求。
3.复合材料加筋壁板的成型技术对于大型机身复合材料加筋壁板的成型技术，通常采用自动化生产线进行精密成型。
利用自动化生产线，可以实现对复合材料加筋壁板的精确控制，提高生产效率和产品质量。
二、大型机身复合材料加筋壁板的应用1.适用范围大型机身复合材料加筋壁板通常用于大型飞机的机身结构中，包括机身壁板、机身隔板和机身翼肋等部件。
2.优势特点（1）轻质高强度：由于采用了复合材料和加筋技术，大型机身复合材料加筋壁板具备了较低的比重和较高的强度，能够满足大型飞机对轻量化和高强度的要求。
（2）优异的抗腐蚀性能：由于采用了耐腐蚀的表面涂层材料，大型机身复合材料加筋壁板具备了较好的抗腐蚀性能，减少了机身结构的维护成本和维护周期。
（3）便于制造和安装：由于采用了自动化成型技术，大型机身复合材料加筋壁板能够实现精准的加工和高效的安装，减少了制造和安装的成本和时间。
复合材料自动铺丝技术研究进展
复合材料自动铺丝技术研究进展The Research Progress of Automated Fiber Placement Technology for Composites摘要：复合材料自动铺丝技术是在航空航天工业发展起来的一种“低成本，高性能”的先进复合材料自动化制造技术。
自动铺丝技术在降低复合材料构件制造成本，提高生产效率和构件性能等方面具有极大的潜力，得到工业发达国家的高度重视。
本文对自动铺丝的原理、特点、CAD/CAM核心技术以及自动铺丝技术的国内外发展历程与应用进行了全面的介绍，最后展望了自动铺丝的发展前景。
关键词：复合材料，自动铺丝，CAD/CAMAbstract：Automated Fiber Placement is a sort of automated manufacture technology which was raised first at the field of aeronautics and astronautics, and through it, thelow-cost and high-quality advanced composite material can be produced. Automated Fiber Placement has great potential in reducing manufacturing costs, improving efficiency and function, gaining much attention of industrial development countries. In this paper, the principle and characteristic of Automated Fiber Placement, the core technology of CAD/CAM, the domestic and foreign development process and application of Automated Fiber Placement is fully discussed. Finally, the development outlook of Automated Fiber Placement is prospected.Key words: composite materials, Automated Fiber Placement, CAD/CAM1.引言复合材料是指由两种或两种以上具有不同物理、化学性质的材料，以微观、介观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一种多相固体材料[1]。
大型复合材料壁板先进制造技术及应用
大型复合材料壁板先进制造技术及应用李林【摘要】The large and integrative composite panels can not only reduce the plane weight, but also improve the plane performance, simplify assembly. Because of layup complexity in the large-sized co-cured composite part, it is dif-ficult for traditional molding technology and quality is unstable. With the theory of design for manufacture, DFM, and ap-plying the advanced digital manufacture technique to the composite part , it is a good method for solving the large-sized composite panel manufacture.%大型整体化的复合材料壁板会起到较好的减重效果,明显提升飞机的整体效能,简化装配工艺.大尺寸共固化的复合材料制件铺层结构复杂,传统成型工艺难度大,质量稳定性差,组合元件形位尺寸有偏差.随着设计制造一体化(DFM)理念的出现,先进数字化制造技术在复合材料零件制造方面的应用很好地解决了大尺寸复合材料壁板类零件制造的难题.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】5页(P105-109)【关键词】设计制造一体化;自动铺带;加热预成型;激光定位组合【作者】李林【作者单位】航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳 110850【正文语种】中文相较金属材料，复合材料有较好的比刚度、比强度、耐疲劳、抗冲击、耐腐蚀性能。
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。
大型民用飞机复合材料承压框结构及工艺发展分析
大型民用飞机复合材料承压框结构及工艺发展分析1. 引言1.1 引言复合材料承压框结构具有高强度、轻质的优点，可以减轻飞机结构的重量，提高飞机的飞行性能。
随着复合材料技术的不断发展，大型民用飞机复合材料承压框结构的设计和制造也在不断完善和改进。
本文将对大型民用飞机复合材料承压框结构及其工艺发展进行分析，探讨复合材料在航空领域的应用、承压框的工艺发展、结构优势以及未来发展趋势。
通过对复合材料承压框结构的研究和分析，可以为飞机制造业的发展提供重要的参考和借鉴。
2. 正文2.1 大型民用飞机复合材料承压框结构大型民用飞机复合材料承压框结构是指采用复合材料制造的支撑飞机机身的框架结构。
相比传统的金属材料，复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空领域得到广泛应用。
复合材料承压框结构的设计和制造需要考虑多种因素，如力学性能、热性能、耐久性等。
近年来，随着航空工业的发展，复合材料承压框的工艺技术也在不断创新和提高。
复合材料承压框的结构优势主要包括强度高、刚度大、疲劳寿命长、抗冲击性能好等特点。
这些优势使得复合材料承压框在大型民用飞机中得到广泛应用。
未来，随着复合材料技术的不断发展和完善，复合材料承压框的发展趋势将更加倾向于轻量化、高强度、高效率的方向，为大型民用飞机的性能提升和燃油效率提高提供更好的支持和保障。
2.2 复合材料在航空领域的应用在航空领域，复合材料应用广泛且日益普遍。
由于复合材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，因此在大型民用飞机的结构中得到了广泛应用。
在飞机的机身结构中，复合材料被广泛应用于机身外壳、机翼和尾翼等部位。
复合材料的轻质高强度使得飞机整体重量得以减轻，从而提高了飞机的燃油效率和飞行性能。
复合材料的自由成型性也使得飞机的外形更加复杂多样化，提高了飞机的设计灵活性。
在飞机的内部结构中，复合材料也得到了广泛应用。
在飞机的座椅、隔音板、内饰等部位，复合材料的耐高温、耐磨损等性能使得飞机内部更具舒适性和安全性。
复合材料自动铺带技术应用及方案示例
度和铺叠位置、方向、角度的准确性， 发自动铺带设备，完成了小型铺带机
（2）该 设 备 在 铺 层 时 能 够 对 铺
从而避免了人为铺放产生的偏差，如 的研制，并应用于复合材料结构件 层路径进行手动和自动设置，自动功
产品出现缺陷的几率大、零件制造质 的研制；北京航空制造工程研究所 能具有最佳的铺层路径，每层带可在
虽 然 备采用龙门式结构，主要包括带装夹
国 内 自 动 和释放 ( 开卷 ) 系统、衬纸带回卷系
铺 带 技 术 统、带缺陷检测传感系统、带对中和
研 究 起 步 导向系统、切带系统、铺带和压实系
较 晚，但 在 统、工作区域安全系统、铺带监控系
技术研究和 统、带卷装卸系统、工装定位及自动
空客西班牙Illescas用铺带工艺制造的平尾、方向舵
自动铺带作为典型的增料加工 成型技术，其成型设备的制造技术涉 及机电装备技术、C A D / C A M 软件 技术和材料工艺技术等多个研究领
大飞机复合材料制造技术 Composite Manufacturing Technology for Large Commercial Jet
域，可实现：
许多型号飞机上。
量重复性差、质量分散性大，以及尺 与 Forest-Line 公司合作研制的大 ±90°之间采取任意角度和任意方
寸精度和铺放位置准确度不能满足 型复合材料自动铺带机的调试工作 向的铺放。
大尺寸、高精度零件制造的要求等问
题。采用复合材料自动铺带技术可
在提高质量的同时，大幅度地节省原
材料，降低制造成本。同时，由于可
MTM44-1/HTS(12K)-134-35%RW MTM44-1/E-IMS65-24K 194-32%RW
复合材料及其在飞机结构中的应用
Resin Transfer Molding
Advantages
• Complex Structures • Near Net Molding • Excellent Surfaces
设计技术
采用共固化、共胶接等形成的整体化结构
CC22643020.ppt
Pressure Application- Integrally Cocured Structure
Pinned Ramp Block
Autoclave Pressure
Silicone Rubber
Composite Skin Composite Substructure
最大空重/座 轮档燃油/座 现金使用成本/座 目前所获订单（架）
242 7900 +2% +6% +8% 900
波音787
波音787的竞争机型
A350
迫于商业竞争压力不断修改设计方案，提高复合材料用量
2006年底
2006
复合材料用量飙升到52％
2004
拟定复合材料用量增加到45％称为“A350XW B”方案
复合材料在飞机结构中的应用
直升机上复合材料的用量已达结构重量的60%～80%，如美国的 武装直升机RAH-66，其复合材料用量达结构重量的50%以上。 美国的垂直起落、倾转旋翼后又可高速巡航的V-22“鱼鹰”，几乎 是一个全复合材料飞机。
世界上已有许多小型的全复合材料飞机问世，其中著名的“星舟 一号”客货两用机已通过适航鉴定；举世闻名的“旅游者”曾创 下不加油、不着陆，连续9天环球飞行的世界纪录。
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大型复合材料构件铺带机上的重大技术突破
来源：中国机床商业网2010-07-06 10:50:51 【打印】
4月12日-16日，第六届中国数控机床展览会在南京国际博览中心举行。
作为国内重要参展商的中国通用技术集团齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，携三台代表我国数控机床产业高速发展水平的最新产品参展，与来自海内外的高精尖数控机床展品同台媲美，展示企业自主创新的雄厚实力。
其中SKPC250/2000型大型筒段铺缠一体机是齐二机床自主创新的国内首台高端产品，是国家重大科技专项《高档数控机床与基础制造装备》重点项目之一，可以直接用于设计制造翼面壁板自动铺带成型系统，用于大型运载火箭、大型飞机和超大型风电叶片自动铺带制造。
自动铺带机的研制成功，将为超大型风电叶片、高速轨道交通工具研制大批量生产提供手段，促进节能减排和可持续发展。
产品可满足目前国内市场对于大型铺带设备的需要，打破国外的技术垄断，实现我国在大型复合材料构件铺带机上的重大技术突破，对于促进我国重大技术装备发展有着重要作用。
J75G-800型闭式高速精密压力机是齐二机床自主研发的新产品，已达到国内领先水平和国家数控专项指标要求，主要应用于电机、摩托车、家电、五金等制造领域。
3-PSP-20型并联铣头是齐二机床最新研制的一种高效高精度铣削加工单元，可加工各种曲形件和异形件，与主机相连可实现五轴联动，主要用于航空航天及核电等领域。
本届展会以“展示自主创新成果，推动产业振兴升级”为主题。
齐二机床结合目前，特别是2008年金融风暴后近两年机床行业发展的现状和市场需求，不断加快自主创新步伐，在原始创新、集成创新、引进消化再创新的过程中发挥优势，使中高端产品成批量进入国家重点行业的核心制造领域，为国家重点行业提供了大量急需的重大关键装备。
此次展会成为了这些新产品最好的“练兵场”。
这三台代表国内数控机床先进技术水平的展品引来了业内参观者驻足。
业内人士认为，看好齐二机床产品的买家更看中齐二机床的技术创新能力。
年初以来，齐二机床依托国家产业导向和自身产品配套优势、通用技术集团资源网络优势，在巩固主导产品重型数控落地铣镗床市场优势的基础上，面向大飞机、汽车、核电、高速铁路、能源环保等重点行业和领域，将重型数控龙门铣镗床、重型数控立卧式车床、重型机械压力机以及各类大型数控专机等主导产品做精、做大，全面推向市场。
展会期间，齐二机床先后与上海电气核电设备有限公司、江阴乐基科技有限公司、江苏武东机械有限公司、湖州镭宝机械有限公司等企业签订重型数控铣镗床、重型龙门镗铣床、重型数控立式车床等产品供货合同，签约额达到1.6亿元人民币，成为展会的大赢家。
参展产品SKPC250/2000型大型筒段铺缠一体机摘得展会最高奖――“春燕奖”。
不仅如此，齐二机床还荣获2009年度中国机床工具行业“自主创新、数控产值、产品销售收入、产品出口和精心创品牌活动”五项十佳企业殊荣，成为获奖最多企业之一。
同时，齐二机床的高端数控产品也引起了媒体的极大关注，中央、地方及行业主要媒体纷纷给与重点报道。
自动铺带技术采用有隔离衬纸的单向预浸带,在铺带头中完成预定形状的切割、定位,加热后按照一
定设计方向在压辊作用下,直接铺叠到曲率半径较大且变化较缓的模具表面。
铺带机多采用龙门式结构,其核心部件是铺带头,须完成超声切割、夹紧、衬纸剥离和张力控制等功能。