(可用)航空預(yù)浸料_熱壓罐工藝復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)用概況

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1、專稿FEATURE航空預(yù)浸料-熱壓罐工藝復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)用概況ApplicationStatusofPrepreg-AutoclaveCompositesTechnologyinAviation中航工業(yè)北京航空制造工程研究所梁憲珠孫占紅張鋮劉天舒雖然近年來各種各樣的低成本制造技術(shù)層出不窮，也在航空飛行器復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造當(dāng)中得到較大的應(yīng)用，但預(yù)浸料-熱壓罐工藝仍以其優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量占據(jù)著重要的地位。且隨著自動(dòng)化、數(shù)字化水平的不斷提高及相關(guān)技術(shù)的不斷完善，其一直讓人詬病的成本高、周期長的缺點(diǎn)也逐漸得到了

2、改善，并被相關(guān)領(lǐng)域的人們所接受。來航空領(lǐng)域的重要地位，它在飛機(jī)方面，呈現(xiàn)出以預(yù)浸料-熱壓罐工藝上的用量和應(yīng)用部位也已經(jīng)成為衡為主，積極開發(fā)液體成型工藝及其他量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一低成本成型工藝的態(tài)勢，對復(fù)合材料[1]。如目前代表世界最先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的美構(gòu)件的制造綜合考慮性能/成本因梁憲珠國F-22和F-35，其復(fù)合材料占飛機(jī)素；在結(jié)構(gòu)方面，隨著全復(fù)合材料飛畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)飛行器[4]結(jié)構(gòu)重量達(dá)到了26%（F-22機(jī)身、機(jī)設(shè)計(jì)理念的廣泛認(rèn)知，復(fù)合材料設(shè)計(jì)專業(yè)，研究員，畢業(yè)至今一直從事機(jī)翼、

3、襟翼、垂尾、副翼、口蓋、起落架已逐漸在主承力結(jié)構(gòu)上站穩(wěn)了腳跟，飛行器復(fù)合材料制造技術(shù)研究工作，艙門；F-35機(jī)身、機(jī)翼、進(jìn)氣道、操縱而且，為了進(jìn)一步將復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)主持完成了多個(gè)型號的尾翼、機(jī)翼和機(jī)身復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)面、副翼、垂尾），歐洲EF-2000戰(zhàn)機(jī)充分發(fā)揮，飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越趨向目和預(yù)研課題。榮獲集團(tuán)科技進(jìn)步獎(jiǎng)更是達(dá)到了35%~40%（機(jī)翼、垂尾、于整體化和大型化。一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，[2]方向舵）；民機(jī)領(lǐng)域的兩大巨頭波復(fù)合材料在主承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)國防科技進(jìn)步獎(jiǎng)

4、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)音和空客，在其最新型的大型客機(jī)波用技術(shù)是體現(xiàn)航空復(fù)合材料水平及1項(xiàng)。音787、A350XWB機(jī)型中，大幅使用應(yīng)用程度的重要標(biāo)志。目前復(fù)合材[3]復(fù)合材料，分別達(dá)到50%和52%,料主承力構(gòu)件仍是以預(yù)浸料-熱壓先進(jìn)復(fù)合材料自問世以來，由于在機(jī)身主承力結(jié)構(gòu)中，除一些特殊需罐工藝為主。基于此，本文旨在介紹其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐疲勞、耐腐蝕等諸要外，基本上實(shí)現(xiàn)了全復(fù)合材料化。目前與航空預(yù)浸料-熱壓罐工藝相多優(yōu)勢，一直在航空材料領(lǐng)域得到重從當(dāng)前新機(jī)型的復(fù)合材料應(yīng)用關(guān)的復(fù)合材料技術(shù)。視。隨著近幾

5、十年來的發(fā)展，尤其是來看，航空復(fù)合材料具備以下幾個(gè)方最近10年在大型飛機(jī)上井噴式的應(yīng)面的特點(diǎn)：在材料方面，飛機(jī)主承力主承力結(jié)構(gòu)用預(yù)浸料用，先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)證明了其在未結(jié)構(gòu)應(yīng)用高韌性復(fù)合材料；在工藝1高性能復(fù)合材料體系26航空制造技術(shù)·2011年第20期專稿FEATURE“設(shè)計(jì)是主導(dǎo)，材料是基礎(chǔ)，工藝擊后壓縮強(qiáng)度（CAI）作為復(fù)合材料階段，目前已在韌性復(fù)合材料體系上[5]是關(guān)鍵”。復(fù)合材料的制造技術(shù)與結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能的評價(jià)指標(biāo)。據(jù)此波取得一定的成果。國內(nèi)外部分復(fù)合材料的發(fā)展息息相關(guān)。航空預(yù)浸料-音公司

6、進(jìn)一步提出改進(jìn)通用碳纖維材料性能如表2、表3所示。熱壓罐工藝高性能復(fù)合材料到目前性能，要求碳纖維拉伸彈性模量提高2預(yù)浸料工藝性已經(jīng)歷了3個(gè)階段。30%、拉伸強(qiáng)度提高50%，同時(shí)，開發(fā)隨著預(yù)浸料-熱壓罐工藝在航第一階段的復(fù)合材料采用通用高抗分層能力的韌性樹脂基體，以空主承力復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，T300級碳纖維和未增韌熱固性樹將復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)許用應(yīng)變提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸趨于大型化和整體化，脂，具有明顯的脆性材料特征，主要到0.6%~0.8%。1985年NASA發(fā)布其目的是為了更好地發(fā)揮復(fù)合材料用于飛

7、機(jī)承力較小的結(jié)構(gòu)件。第二RP1142碳纖維/熱固性韌性樹脂復(fù)的優(yōu)勢、降低成本和減輕重量。但由階段的復(fù)合材料其韌性有了較大改合材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。1989年中模/高此也帶來了相關(guān)構(gòu)件制造上的困難。善，應(yīng)用范圍擴(kuò)大到垂尾、方向舵和強(qiáng)碳纖維T800達(dá)到波音公司碳纖維如過去熱固性預(yù)浸料的固化過程需平尾等部件。第三階段的復(fù)合材料材料標(biāo)準(zhǔn)BMS9-17要求，并與同期要吸膠，在預(yù)浸料升到一定溫度并保為高韌性復(fù)合材料，其應(yīng)用擴(kuò)大到機(jī)研發(fā)的180℃固化高韌性環(huán)氧樹脂持一段時(shí)間后才能對其施加壓力，以翼、機(jī)身等主承力結(jié)構(gòu)。

8、為了將復(fù)合構(gòu)成的復(fù)合材料(如T800H/3900-2)保證制件的質(zhì)量。隨著復(fù)合材料構(gòu)材料應(yīng)用于飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)，波音公達(dá)到波音公司材料標(biāo)準(zhǔn)BMS8-276件大型化和整體化程度的不斷提升，[6]司首先提出了高韌性復(fù)合材料預(yù)浸要求。國外部分飛機(jī)主要復(fù)合材其在熱壓罐內(nèi)固化過程中的溫度場料標(biāo)準(zhǔn)BMS8-276，概述了主承力結(jié)料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材見表1。國內(nèi)復(fù)合分布也變得越來越不均勻，如還采用構(gòu)復(fù)合材料性能目標(biāo)，并提出采用沖材料體系的發(fā)展也同樣經(jīng)歷相應(yīng)的傳統(tǒng)的保溫再加壓的固化工藝，則難以保證預(yù)浸料加壓帶的要求，從