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复合材料自动化制造技术

从材料链的角度来看，原材料的附加值为30%,成品结构的附加值为55斩预浸材料和其

他中间品的附加值为10%o第一项及第三项成本具有相对稳定性，降低结构件的制造成

本是关键，而目前有效的方法是采用自动化及大批量生工艺。根据国外2005年的统计，

在复合材料制造工艺中手工占20%自动纤维铺放只占17版因此采用一体化模压成型以

及铺带、丝束铺放自动化检验尚有很大的发展空间.自动铺丝、自动铺带以及自动模乐成

型等大批量生工艺，是促进复合材料品降低成本、进入市场的必由之路。

自动铺放技术

2007年大型民机复合材料结构中只有43%是用自动化技术制造的，预计10年内将达到64机

自动铺带及丝束铺放的材料利用率能达到80%~97乳而手工铺层的材料利用率仅为4佻。

复合材料制造自动化包括铺放、编织、缝纫、检验等多个方面，其中自动铺放技术是军民

用飞机生自动化技术中发展最为迅猛的部分。在自动铺带领域，目前铺带宽度最大可达

到300mm,铺带速度达1.3~20.4kg/h,生效率可达到手工铺叠的数卜倍;丝束铺放技术

适于大曲率机身和复杂曲面成型，目前铺丝速度可达6.8~11.3kg/h,最高可达23kg/h,

必威体育精装版的Viper6000系统可以铺放并控制32个纤维束，每束宽3.2mm,以前的机器为24个

丝束，从而使铺层带宽从7.6cm增到10.2cm。铺放速度达到30m/min,精度为±1.3向）。

从自动铺带及纤维铺放来看，目前全球有100多台设备。辛辛那提公司近日又推出2种设

备，一种是69Charger铺带机，一种是49纤维铺放机，两者均体现了铺层机上革命性的

变化。

1复合材料铺放机

自动铺带机是在20世纪60年代初无纬布预浸带出现后几年、为加速铺层的工艺过程而开

发的。早期的铺带机都是由本国开发的，在美国，第一台电子计算机控制的龙门式铺带机

就是根据美空军材料实验室计划由通用动力公司与Conrac公司合作开发的。此后又天量

开发了用于大型复合材料结构的自动带机及纤维放机。

第•代带机及其以后出现的纤维放机是由•些传统的计算机数控机床制造商开发的，

它们自面世起就与飞机复合材料制造业密切合作。其中马格・辛辛那提就是继承了辛辛那

提米拉克龙公司，其他类似的公司还有Ingersoll机床工具公司、Forest-Line以及

MTorres公司。

在带机方面，马格•辛辛那提提供了品牌Charger型机，可以75mm150mm或300mm

无纬预浸带。Charger型面带机可以达25°锐角的特型层，它应用的是CNC十轴龙

门型系统，可自动下料、压实预浸带。该系统应用了独特的侧面加载头，可提供快速、简

单更换300mm宽、650nlm直径放压根功能。空客及欧洲合作伙伴曾购买10台带机用于

生产A320/330/340/380及A400M的机翼桁条、梁、蒙皮及升降舵、尾翼蒙皮、平尾、发

动机短舱、机身蒙皮及机腹整流罩等。

除了通用的带机外，马格-辛辛那提还开发出形状相同或相似的大批量生.产的专用带

机，如为沃特飞机公司开发了平面带机，用于制造长而平面的构件，该机有18.5m长的

平面钢制真空台以及用伺服系统从一端到另一端运输的机构，带速度达30.48m/s、

22.7~27.2kg/h,精度±0.75mm,启动停车精度±0.75nni。

后续该公司还开发了小型平面带机(SFTL),用丁生产长、窄、平面构件，多件层和

板、隔膜成型蒙皮等，典型用途有大梁、桁条、梁、剪切带、框、襟翼及蒙皮.它还提供

长、窄的结构件，特别适用于飞机用的复合材料桁条、大梁及梁。这种机器可用于宽

300nlm的预浸带，其特点是带头能力高、运载结构及支承结构能量大，既可无纬带，

也可铺织物。

在纤维铺放方面，马格•辛辛那提提供了品牌Viper的49Carger铺放机，其中必威体育精装版的

型号是Viper6000,能操作达86180kg的心轴，可