复合材料数字化制造技术在飞机壁板上的应用

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         由于具有高强度、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优良的性能，先进复合材料在航空器结构上的应用已经与铝合金并驾齐驱，成为当今材料技术发展最为迅速的领域。航空复合材料性能水平及其在结构中的应用水平，已经成为飞机结构先进性的一个重要标志。但是复合材料设计/制造的复杂性和独特性，使复合材料构件的成本、性能受到一定的影响，大量复合材料的应用更是对制造能力提出了巨大的挑战。为迎接这一挑战，构建复合材料构件数字化设计/制造环境，实施复合材料构件数字化设计/制造技术，已成为国内外航空企业的必然选择。

    工艺方案的探索与制定

    某壁板长4m，宽1.2m，铺层为29层，材料为碳纤维单项带材料。与以往零件不同，该壁板不但尺寸大，而且加强层多，占到所有铺层的1/2，且每一层加强层的轮廓都不相同，还有7根长度不等的长桁，定位难度非常大。壁板铺层如图1所示。

    壁板零件制造的传统方法是工装定位长桁，铺贴样板定位加强层。但是经过试验，发现这个方法在该壁板零件的制造上不可行，不仅耗费在定位上的时间长，并且定位精度达不到设计图纸的要求。而且每层加强层的形状都不相同，如何准确下料也是需要攻克的难题之一。

    采取数字化生产能很好地解决零件精度的难题，应用数控下料机精确下料，应用激光定位铺层系统进行加强层和长桁的定位，不但可以提高零件的质量，还节约了昂贵的原材料，省去下料、定位样板，节省了工装成本，而且也大大减少工人操作的时间，提高了劳动效率。该壁板是采用CATIA CPD软件完成复合材料零件的工艺数模设计的，使用MAGSTIC软件完成排料优化及工艺数模信息与加工设备的接口输出，生成数控下料及激光投影程序，并将数据传递到数控下料机和激光定位铺层系统，实现数字化生产。

来源：航空制造技术

中国玻纤01

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