復合材料數(shù)字化制造技術在飛機壁板上的應用

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         由于具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、重量輕等優(yōu)良的性能，先進復合材料在航空器結構上的應用已經(jīng)與鋁合金并駕齊驅(qū)，成為當今材料技術發(fā)展最為迅速的領域。航空復合材料性能水平及其在結構中的應用水平，已經(jīng)成為飛機結構先進性的一個重要標志。但是復合材料設計/制造的復雜性和獨特性，使復合材料構件的成本、性能受到一定的影響，大量復合材料的應用更是對制造能力提出了巨大的挑戰(zhàn)。為迎接這一挑戰(zhàn)，構建復合材料構件數(shù)字化設計/制造環(huán)境，實施復合材料構件數(shù)字化設計/制造技術，已成為國內(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4m，寬1.2m，鋪層為29層，材料為碳纖維單項帶材料。與以往零件不同，該壁板不但尺寸大，而且加強層多，占到所有鋪層的1/2，且每一層加強層的輪廓都不相同，還有7根長度不等的長桁，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)方法是工裝定位長桁，鋪貼樣板定位加強層。但是經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)這個方法在該壁板零件的制造上不可行，不僅耗費在定位上的時間長，并且定位精度達不到設計圖紙的要求。而且每層加強層的形狀都不相同，如何準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，應用數(shù)控下料機精確下料，應用激光定位鋪層系統(tǒng)進行加強層和長桁的定位，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間，提高了勞動效率。該壁板是采用CATIA CPD軟件完成復合材料零件的工藝數(shù)模設計的，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)控下料機和激光定位鋪層系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)。

來源：航空制造技術

中國玻纖01

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