先进制造技术在航空业的应用与发展

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Science& Technology Vision科 技 视 界 科技·探索·争鸣先进制造技术在航空业的应用与发展梁 伟 王 先(桂林航天工业学院 机械工程系，广西 桂林 541 004)摘 要先进制造技术不断创新和发展，使得航空业的产品具备高性能、高轻型、高可靠性、高舒适型及长寿命和低成本，成为发展主流。

关键词先进制造技术；高性能；高轻型；高可靠性；高舒适型；发展随着现代科学技术的发展，航空制造业尧生了巨大的变化。为满足现代航空业发展的需求.先进制造技术得以广泛的应用和发展。

1 数控加工技术随着计算机技术的不断发展和运用 .飞机制造业 中广泛采用CAD/CAPP/CAM系统和 DNC技术.实现了飞机加工数控化.达到数控加工高效率.建立了柔性生产线并发展了高速切削加工技术1.1 实现了高效数控加工西方发达国家在航空制造业中数控机床占的比例高达 50% 80%左右.波音、麦道、空中客车等飞机制造公司都配置了大量的大型、多坐标数控铣和加工中心及与之相关的配套设备等.基本实现了数控加工的高效率化。

1.2 广泛应用 CNC技术进入 2l世纪.CNC技术已普遍应用在各个领域。如波音、空中客车、麦道等公司都在生产制造线建立了CNC系统。连接分布在若干不同车间中的上百台数控设备，包括加工中心、大型铣床、数控测量机。

采用 CNC技术具有明显的经济和技术效益 .可提高 20%～25%的生产效率。

1.3 广泛应用先进的CAD/CAPP/CAM系统广泛应用 CAD.CAPP/CAPP/CAM自动化设计制造应用软件以及DFx等并行工程.并有足够的工艺知识数据库、切削参数数据库、各种规范化的技术资料作为使能工具。因而设计与工艺手段先进，工艺精良。NC加工程序优质.缩短了工艺准备周期 ，提高了设备利用率和生产效率.大大缩短了零件生产周期。

2 复合材料构件制造技术复合材料主要是指树脂基复合材料、先进聚合物基复合材料等 。

它本身具备了较高的比强度、比模量」疲劳、耐腐蚀、成形工艺性好及可设计性强等特点。现已成为飞机结构中与铝合金、钛合金和钢并驾齐驱的四大结构材料之-。复合材料将成为2l世纪航空制造技术新材料发展的主流方向之-。

2.1 应用热压罐制造技术该项技术普遍地应用于复合材料构件生产，热压罐/VARTM组合成型新工艺是树脂基复合材料成型工艺的-个新发展，特别适用于平面、立体织物增强高粘度树脂基复合材料的液体注射成型、航空、航天等先进复合材料制造领域2.2 应用缝合fRTM。RFI)复合材料技术采用缝合复合材料可以提高复合材料制件的力学性能，从而进-步提高复合材料结构效率.降低结构重量。缝合技术还可以将两个或多个零件的增加织物叠层缝合在-起 .制成大型整体结构预制件.从而满足新型制件的要求2-3 应用胶接结构制造技术胶接技术可用于连接不同材料、不同厚度、二层或多层结构。主要包括金属胶接结构制造技术、蜂窝夹层胶接结构技术和金属复合层板胶接技术。

金属胶接结构可以实现大面积连接而减少(或取消)紧固件 .具有比强度、比刚度高、结构重量轻、疲劳寿命长等-系列优点，已被广泛用于飞机结构，特别是次承力结构上。至今，胶接结构已成为飞机机体的重要结构形式金属蜂窝夹层胶接结构是由两片薄表层材料.中间用轻质芯子隔开组合而成的结构形式。夹层结构件质轻，强度和刚度高，吸音，绝热，作者简介：粱伟(1965-)，男，高级工程师，研究方向为数控技术理论及应用。

广泛用于航空〃筑 ，造船等工业。夹层结构件的外皮通常选用金属薄板 .芯子为蜂窝结构件或低密度塑料 .采用胶接技术制造并组装成夹层结构件 目前.金属蜂窝夹层胶接结构已被大量地应用于飞机结构，其 比重能比铆接结构减轻 25%左右金属复合层板胶接技术是利用胶接技术将各向同性的铝合金(含铝锂合金1卞与各向异性的纤维复合材料结合起来的新型结构材料--纤维铝合金复合层板胶接结构.基于芳纶纤维的复合层板称为ARALL结构，基于玻璃纤维的复合层板称为GLARE结构。ARALL层板的芳纶纤维抗压性能差.在循环压应力作用下容易断裂，因此，ARALL层板只能用做机翼下蒙皮.而不适合用做机身蒙皮。GLARE层板结构不存在这个问题。

3 自动化连接技术飞机结构所承载荷通过连接部位传递.形成连接处应力集中。据统计.飞机机体疲劳失效事故的70%起因于结构连接部位 .其中80%的疲劳裂纹发生于连接孔处.因此.连接质量极大地影响着飞机的寿命 现代飞机的制造中大量地采用了先进的自动化连接技术 ，大大提高了飞机的使用寿命和安全可靠性3.1 应用自动化焊接技术新材料、新结构、新工艺的有机结合，使得焊接技术成为了航空制造领域的主导技术之-，它的进步与发展不仅能减轻飞机、发动机的重量。而