航空复合材料构件精确制造技术探讨及应用.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 70 航空复合材料构件精确制造技术探讨及应用 何文雯 夏吉升 纪志刚 岳 东 王 岩 哈尔滨远驰航空装备有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000 摘要：摘要：随着科技的不断发展和航空工业的不断进步，航空复合材料构件的精确制造技术也在不断提高。然而，在实际应用中，仍存在着一些问题和挑战。航空工业是国家重点发展的战略性产业之一，而复合材料作为航空领域中的关键材料，其制造过程中的精确制造技术具有极高的重要性。本文旨在探讨航空复合材料构件的精确制造技术，为促进航空事业的发展作出贡献。关键词：关键词：航空；复合材料；构件精确；制造技术 中图分类号：中图分类号：V261 0 引言 随着科技的不断发展和航空工业的不断进步，航空复合材料构件的精确制造技术也在不断提高。然而，在实际应用中，仍存在着一些问题和挑战。因此，本文主要探讨了航空复合材料构件精确制造技术存在的问题和应用方案，旨在为航空工业的发展提供参考和借鉴。1 航空复合材料构件精确制造技术概述 航空复合材料构件精确制造技术是指采用复合材料制造航空构件时所需的精确制造技术。航空复合材料具有高强度、高刚度、轻质化、高温性能等优点，因此在航空制造领域中得到广泛应用。但是，复合材料具有复杂的成型过程和高要求的制造精度，因此需要采用先进的制造技术。在航空复合材料构件的精确制造过程中，需要考虑到多个方面。1.1 进行复合材料模具设计 复合材料模具需要具有高强度、高刚度和耐磨性等特点，因此需要选择合适的材料。常见的材料包括玻璃钢、碳纤维增强树脂等。模具的结构设计需要考虑到复合材料的特性，如热膨胀系数等。同时，还需要考虑到模具的使用寿命和维护保养等问题。在制造过程中，需要采用先进的制造工艺，如数控加工、激光切割、3D 打印等。制造过程中需要保证模具的精度和表面质量。1.2 考虑到航空复合材料构件的精确制造 精确制造需要进行严格的设计和制造一致性，设计师需要考虑到制造的可行性，制造过程中需要保证设计的精度和质量。制造过程中需要采用优化的工艺，如自动化制造、机器人加工等。同时需要选用合适的工具和设备，如高精度机床、先进的测量仪器等。精确制造需要进行严格的检测和质量控制，如表面质量检测、尺寸测量、材料性能测试等。同时需要建立完善的质量管理体系，确保产品的质量和稳定性。2 航空复合材料构件精确制造技术的重要性 航空复合材料构件精确制造技术的重要性在航空工业中已经得到广泛认可。而在航空复合材料构件制造过程中，模具的设计和制造是至关重要的一环。在复合材料模具设计方面，精确制造技术同样具有重要性，这主要体现在以下几个方面。2.1 提高模具的制造精度和稳定性 航空复合材料构件的制造过程需要使用高精度的模具，以保证构件的精度和质量。而精确制造技术可以使模具的制造更加精准和稳定，从而保证构件的制造精度和质量。例如，在复合材料模具的设计和制造过程中，可以利用高精度的数控加工设备和精密测量仪器，以保证模具的精度和稳定性。同时，精确制造技术可以减少模具制造过程中的误差和偏差，使模具的制造更加准确和可靠。2.2 提高模具的生产效率和降低制造成本 航空复合材料构件的制造过程需要大量的模具，而精确制造技术可以使模具的制造更加自动化和智能化，从而提高生产效率和降低制造成本。例如，在复合材料模具的设计和制造过程中，可以采用先进的CAD/CAM 技术和模拟仿真技术，以实现模具的自动化设中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 71 计和制造。同时，精确制造技术可以减少模具制造过程中的浪费和损耗，提高资源利用率和生产效率。2.3 推动模具制造技术的创新和升级 航空复合材料构件的制造过程需要不断创新和提高模具制造技术，以满足复杂构件的制造要求。而精确制造技术可以推动模具制造技术的创新和升级，从而提高模具的制造精度和稳定性。例如，在复合材料模具的设计和制造过程中，可以采用先进的材料、工艺和制造技术，以满足不同构件的制造要求。同时，精确制造技术可以促进不同领域之间的技术交流和合作，从而推动整个模具制造行业的发展和升级。2.4 提高模具的可重复制造性 航空复合材料构件的制造过程需要大量的模具，而模具的可重复制造性是保证构件制造质量和稳定性的重要因素。而精确制造技术可以使模具的制造更加标准化和规范化，从而提高模具的可重复制造性。例如，在复合材料模具的设计和制造过程中，可以采用标准化的设计和制造流程，以保证模具的制造质量和稳定性。同时，精确制造技术可以利用模具制造过程中的数据和信息，以实现模具的可追溯性和可重复制造性。综上所述，航空复合材料构件精确制造技术在复合材料模具设计方面同样具有重要性。精确制造技术可以提高模具的制造精度和稳定性，提高生产效率和降低制造成本，推动模具制造技术的创新和升级，提高模具的可重复制造性。随着航空工业的不断发展和制造技术的不断创新，航空复合材料构件精确制造技术在模具设计方面的重要性将会越发凸显，为航空工业的发展做出更加重要的贡献。3 复合材料构件工装的精确控制 随着航空工业的不断发展，复合材料构件作为航空材料的代表，已经成为航空工业中不可或缺的重要组成部分。复合材料构件具有重量轻、强度高、刚度大、耐腐蚀、耐高温等优点，因此被广泛应用于航空器的制造中。在复合材料构件的制造过程中，复合材料模具的设计和制造是至关重要的。复合材料模具的精确控制，可以直接影响到复合材料构件的制造质量和效率。因此，复合材料模具的设计和制造需要严格控制其精度，以确保复合材料构件的制造精度和质量。3.1 选择合适的材料和制造工艺 在复合材料模具的设计阶段，需要根据复合材料的性质和特点，选择合适的材料和制造工艺。复合材料模具通常采用高强度、高硬度的材料制造，例如钢、铝、钛合金等。同时，在制造过程中，需要采用先进的加工技术和设备，例如数控机床、激光切割机等，以确保模具的几何形状和精度符合要求。3.2 严格控制各个环节的质量 在复合材料模具的制造过程中，需要严格控制各个环节的质量。例如，在模具的加工过程中，需要进行严格的质量检测和控制，包括模具的尺寸、形状、表面粗糙度等多个方面。同时，还需要对模具的加工工艺进行精确控制，包括刀具的选择、切削参数的设定、加工路径的规划等，以确保复合材料模具的加工精度和表面质量符合要求。3.3 对复合材料模具进行精确控制 在复合材料构件的制造过程中，需要通过复合材料模具进行精确控制。复合材料模具可以控制复合材料的形状、尺寸、表面质量等多个方面，以确保复合材料构件的制造精度和质量。在使用复合材料模具进行制造时，需要采用精确的工艺控制和加工参数，例如温度、压力、时间等多个因素，以确保复合材料构件的制造精度和质量。总之，复合材料构件工装的精确控制是保证复合材料构件制造质量和效率的重要保障。在复合材料模具的设计和制造过程中，需要充分考虑复合材料的性质和特点，选择合适的材料和制造工艺，严格控制各个环节的质量，以及通过复合材料模具进行精确控制。只有在这些方面都得到充分的重视和实践，才能实现复合材料构件的高质量、高效率和高精度制造。4 航空复合材料构件精确制造技术存在的问题 航空复合材料构件精确制造技术的发展在航空工业中起到了至关重要的作用，但是在实际应用中也存在着一些问题和挑战。其中，复合材料模具设计方面的问题是航空复合材料构件精确制造技术中的重要组成部分，也是制约其发展的一个瓶颈。本文将重点介绍航空复合材料构件精确制造技术在复合材料模具设计方面存在的问题。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 72 4.1 复合材料模具设计的复杂性 复合材料具有可塑性和可调性，可以根据设计要求进行自由定制，但是这也使得模具设计更加复杂和昂贵。与传统的金属材料构件模具不同，复合材料模具需要特别的设计和制造工艺。首先，复合材料模具需要能够承受较高的压力和温度，从而保证模具的精度和稳定性。其次，复合材料模具需要采用高精度的数控加工设备和精密测量仪器，从而保证模具的精度和质量。这些设备的投资和维护成本较高，需要大量的专业技术人才进行操作和维修。4.2 复合材料模具设计的生产周期较长 复合材料模具的制造过程需要经过多个环节的加工和处理，例如纤维预浸料的注塑、模具的制造和加热硬化等。这些环节都需要时间和精力的投入，导致整个制造周期较长，难以满足紧急需求。此外，复合材料模具的制造过程还需要考虑材料的热膨胀和收缩等因素，这也会影响制造周期和质量稳定性。4.3 复合材料模具设计存在着精度和稳定性较差 复合材料具有一定的异质性和非均匀性，容易受到制造过程中的温度、湿度等环境因素的影响，从而导致模具精度和稳定性的不稳定性。此外，复合材料模具的制造过程需要考虑材料的热膨胀和收缩等因素，如果处理不当，也会影响模具的精度和稳定性。这些问题对于复合材料模具的设计和制造都提出了更高的要求，需要不断提高技术水平和创新能力。4.4 复合材料模具设计还存在着材料选择不佳 复合材料模具在使用过程中需要承受高温、高压等复杂的环境，因此需要选择能够承受这些环境的高强度、高温度稳定性的材料。但是在实际应用中，这种材料的选择和使用成本较高，且难以满足不同设计要求的需求。因此，如何选择合适的材料并保证其质量和稳定性成了复合材料模具设计中的一个重要问题。综上所述，航空复合材料构件精确制造技术在复合材料模具设计方面存在着复杂性高、生产周期长、精度稳定性差和材料选择等问题。这些问题需要航空工业界和相关研究机构不断进行技术创新和进步，以提高复合材料模具的制造效率和质量稳定性，为航空工业的发展做出更加重要的贡献。5 航空复合材料构件精确制造技术的应用策略 航空复合材料构件精确制造技术的发展在航空工业中起到了至关重要的作用，但是在实际应用中也存在着一些问题和挑战。其中，复合材料模具设计方面的问题是航空复合材料构件精确制造技术中的重要组成部分，也是制约其发展的一个瓶颈。为了提高航空复合材料构件精确制造技术的水平，需要采取一系列的策略和应用方案，包括但不限于以下几个方面。5.1 用先进的设计技术和工具 在复合材料模具设计方面，需要采用先进的设计技术和工具。例如，采用三维建模技术可以更加精确地模拟和设计复合材料模具，从而提高制造效率和质量稳定性。同时，采用计算机辅助设计软件和数值模拟软件可以帮助设计师更加准确地预测模具的性能和行为，从而优化设计参数和工艺流程。这些技术和工具的应用可以有效地提高复合材料模具的设计质量和制造效率，为航空工业的发展做出更加重要的贡献。5.2 采用高精度的加工设备和精密测量仪器 在复合材料模具制造方面，需要采用高精度的加工设备和精密测量仪器。例如，采用数控加工中心和电火花加工机等高精度设备可以保证模具的精度和稳定性。同时，采用光学显微镜和三坐标测量仪等精密测量仪器可以对模具的尺寸和形状进行准确的测量和分析，从而保证复合材料构件的精度和质量。这些设备和仪器的应用可以优化模具制造流程，提高复合材料构件的制造效率和质量稳定性。5.3 采用高强度、高温稳定性和高耐磨性的材料 在复合材料模具材料选择方面，需要采用高强度、高温稳定性和高耐磨性的材料。例如，采用碳纤维增强复合材料或者陶瓷材料可以保证模具的高强度和高温稳定性。同时，采用高耐磨性的材料可以保证模具的使用寿命和稳定性。这些材料的选择和应用可以提高复合材料模具的质量和稳定性，为航空工业的发展做出更加重要的贡献。5.4 加强人才培养和技术创新 航空复合材料构件精确制造技术是一项高精度、高技术含量和高成本的技术，需要大量的专业技术人才进行操作和维修。因此，需要加强人才培养，提高技术水平和创新能力，为航空工业的发展提供有力保障。同时，需要加强技术创新，不断推进新材料、新工艺和新技术的研究和应用，为航空工业的发展注入中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 73 新的动力和活力。综上所述，提高航空复合材料构件精确制造技术的策略和应用方案包括采用先进的设计技术和工具、采用高精度的加工设备和精密测量仪器、选择高强度、高温稳定性和高耐磨性的材料、加强人才培养和技术创新等方面。这些策略和应用方案可以有效地提高航空复合材料构件精确制造技术的水平和质量稳定性，为航空工业的发展做出更加重要的贡献。6 结语 随着科技的不断发展，精确制造技术将在航空领域中得到更广泛的应用，为航空事业的发展作出更大的贡献。在未来的研究中，需要进一步深入探讨航空复合材料构件精确制造技术的应用，以满足航空工业的不断发展需求。参考文献 1何凯,李成龙,龚志红等.航空复合材料构件精确制造 技 术 探 讨 及 应 用 J.航 空 制 造 技术,2017,528(09):101-105.2于晶晶.航空复合材料构件制造技术与发展趋势探讨J.信息记录材料,2019,20(03):1-2.3淡蓝.复合材料 蓄势待发访北京航空制造工程研究所树脂基复合材料构件制造技术研究开发中心主任曹正华J.航空制造技术,2008(1):154-155.4晓霏.聚世界前沿技术 助中航工业腾飞记北京航空制造工程研究所树脂基复合材料构件制造技术研 究 开 发 中 心 实 力 J.航 空 制 造 技术,2008(1):156-157.5陈诗展,胡俊山,张霖,田威.航空金属构件损伤复合材料单面贴补修复力学 性能J.复合材料学报,2023,6(14):1-13.6肖光明,兰宝华,李睿祺,陈亮子,高航.大型航空复合材料构件高效铣削加工缺陷试验研究J.航空制造技术,2022,65(22):14-22.