復(fù)合材料數(shù)字化制造技術(shù)在飛機(jī)壁板上的應(yīng)用

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         由于具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、重量輕等優(yōu)良的性能，先進(jìn)復(fù)合材料在航空器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用已經(jīng)與鋁合金并駕齊驅(qū)，成為當(dāng)今材料技術(shù)發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域。航空復(fù)合材料性能水平及其在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用水平，已經(jīng)成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。但是復(fù)合材料設(shè)計(jì)/制造的復(fù)雜性和獨(dú)特性，使復(fù)合材料構(gòu)件的成本、性能受到一定的影響，大量復(fù)合材料的應(yīng)用更是對(duì)制造能力提出了巨大的挑戰(zhàn)。為迎接這一挑戰(zhàn)，構(gòu)建復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造環(huán)境，實(shí)施復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造技術(shù)，已成為國(guó)內(nèi)外航空企業(yè)的必然選擇。

    工藝方案的探索與制定

    某壁板長(zhǎng)4m，寬1.2m，鋪層為29層，材料為碳纖維單項(xiàng)帶材料。與以往零件不同，該壁板不但尺寸大，而且加強(qiáng)層多，占到所有鋪層的1/2，且每一層加強(qiáng)層的輪廓都不相同，還有7根長(zhǎng)度不等的長(zhǎng)桁，定位難度非常大。壁板鋪層如圖1所示。

    壁板零件制造的傳統(tǒng)方法是工裝定位長(zhǎng)桁，鋪貼樣板定位加強(qiáng)層。但是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法在該壁板零件的制造上不可行，不僅耗費(fèi)在定位上的時(shí)間長(zhǎng)，并且定位精度達(dá)不到設(shè)計(jì)圖紙的要求。而且每層加強(qiáng)層的形狀都不相同，如何準(zhǔn)確下料也是需要攻克的難題之一。

    采取數(shù)字化生產(chǎn)能很好地解決零件精度的難題，應(yīng)用數(shù)控下料機(jī)精確下料，應(yīng)用激光定位鋪層系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng)層和長(zhǎng)桁的定位，不但可以提高零件的質(zhì)量，還節(jié)約了昂貴的原材料，省去下料、定位樣板，節(jié)省了工裝成本，而且也大大減少工人操作的時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率。該壁板是采用CATIA CPD軟件完成復(fù)合材料零件的工藝數(shù)模設(shè)計(jì)的，使用MAGSTIC軟件完成排料優(yōu)化及工藝數(shù)模信息與加工設(shè)備的接口輸出，生成數(shù)控下料及激光投影程序，并將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)控下料機(jī)和激光定位鋪層系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)。

來(lái)源：航空制造技術(shù)

中國(guó)玻纖01

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