复合材料自动铺放技术在航空航天领域的研究进展
王显峰 1 ,段少华 1 ,唐珊珊 1,2 ,马煜亮 2
1. 南京航空航天大学,南京 210016;
2. 中航西安飞机工业集团股份有限公司,西安 710089
Progress of Composite Automated Placement Technology in Aviation Field
WANG Xianfeng 1 , DUAN Shaohua 1 , TANG Shanshan 1, 2 , MA Yuliang 2
1. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
2. AVIC Xi’an Aircraft Industry Group Company Ltd., Xi’an 710089, China
摘要 自动铺放技术因具有高效率、高质量、高精度和高可靠性的优点,已广泛应用于大型飞机、运载火箭等各类航空航天飞行器中多种结构部件的制造。主要从自动铺带技术、自动铺丝技术及铺放工艺 3 个方面对国内外自动铺放技术的研究进展和飞机复合材料构件的应用情况进行综述。对自动铺丝 / 铺带技术的特点、自动铺放设备以及自动铺放技术在飞机复合材料制造领域的应用进展进行了重点论述,梳理了自动铺放技术在国内外的研发应用情况,分析和阐明了自动铺放技术的发展现状和存在的问题,对国内外学者在自动铺放工艺上的研究进行概述,最后对自动铺放技术的未来趋势进行了展望,并针对国内自动铺放技术的发展现状和存在的问题给出了发展方向及建议。
关键词 :
先进复合材料 ,
自动铺带 ,
自动铺丝 ,
铺放设备 ,
铺放工艺参数 ,
大型商用飞机
Abstract :Automated placement technology because of its high efficiency, high quality, high precision, and the advantages of high reliability, has been widely used in all kinds of various structure parts manufacturing of large aircraft, rocket, etc. This paper summarizes the research progress of automated placement technology at home and abroad, and the application of aircraft composite components from three aspects: Automated tape placement technology, automatic fiber placement technology and laying process. Finally, according to the development status and existing problems of domestic automated placement technology, the future development trends are prospected.
Key words :
Advanced composite materials
Automated tape laying
Automated fiber placement
Placement equipments
Laying process parameters
Large commercial aircraft
基金资助: 国防基础科研计划(JCKY201904A001)。
作者简介 : 王显峰,副教授,博士,研究方向为缠绕、铺带等复合材料自动化成型技术,以及特种数控复合材料成型装备、轨迹设计及铺放软件系统。
[1]
靳子昂,韩振宇,李品华,刘旭黎,孙守政,富宏亚. 脉冲氙灯加热高性能热塑性复合材料工艺参数分析 [J]. 航空制造技术, 2022, 65(16): 54-63.
[2]
闫恩玮,刘琦,薛红前,李玉军. 复合材料Z型加筋壁板制造技术研究 [J]. 航空制造技术, 2022, 65(16): 85-91/97.
[3]
周何,李小兵,张婷,李小强,李东升,冯锦璋 . 航空发动机复合材料风扇叶片制造工艺应用进展 [J]. 航空制造技术, 2022, 65(13): 84-91.
[4]
邓琳蔚,普远瞩,张少秋,杨恒,韩妙玲. 自动铺丝加热均匀性及其对复合材料性能的影响 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(9): 85-92.
[5]
徐强. 热固性复合材料铺丝构件力学行为研究进展 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(23/24): 22-31.
[6]
刘亚男,刘晨晓,朱明浩,李来鑫,冯荣欣. 模压成型 CF/PEKK 与自动铺丝 CF/PEEK 热塑性复合材料对比研究 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(11): 50-57/68.
[7]
任卫安,马军,杨倩倩,夏丽,万明燕. 基于手工铺贴曲面工装的自动铺带轨迹设计差异性研究 [J]. 航空制造技术, 2020, 63(9): 89-93.
[8]
任卫安,马军,王钰淇,刘斌. 自动铺带技术在复合材料小尺寸低曲率制件批量化制造上的应用 [J]. 航空制造技术, 2020, 63(13): 83-85/91.
[9]
原崇新,李妍,潘杰,赵新福. 自动铺丝过程中的典型缺陷及原因分析 [J]. 航空制造技术, 2019, 62(4): 66-74.
[10]
唐珊珊,王浩军,芦彬,郭俊刚. 自动铺带技术在某型机壁板中的应用研究 [J]. 航空制造技术, 2019, 62(23/24): 68-73.
[11]
王显峰,严飙,薛柯,肖军. 机器人高效自动铺丝技术研究进展 [J]. 航空制造技术, 2019, 62(16): 14-20.
[12]
王华1, 2. 飞机先进复合材料结构装配协调技术研究现状与发展趋势* [J]. 航空制造技术, 2018, 61(7): 26-33.
[13]
张小辉1, 朱玉祥1, 张少秋1, 陈波1, 支勉2, 段玉岗1. 先进复合材料自动铺丝技术研究进展* [J]. 航空制造技术, 2018, 61(7): 54-61.
[14]
王显峰,张育耀,赵聪,肖军. 复合材料自动铺丝设备研究现状* [J]. 航空制造技术, 2018, 61(14): 83-90.
[15]
马刚,张晓哲,唐文峰. 大型复合材料加筋壁板自动化制造技术研究 [J]. 航空制造技术, 2018, 61(14): 91-96.