【簡(jiǎn)介：】先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)、成型工藝性好和成本低等特點(diǎn)，是理想的航空結(jié)構(gòu)材料，在航空產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用，已成為新一代飛機(jī)機(jī)體的主體

先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)、成型工藝性好和成本低等特點(diǎn)，是理想的航空結(jié)構(gòu)材料，在航空產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用，已成為新一代飛機(jī)機(jī)體的主體結(jié)構(gòu)材料。復(fù)合材料先進(jìn)技術(shù)的成熟使其性能最優(yōu)和低成本成為可能，從而大大推動(dòng)了復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用。一些大的飛機(jī)制造商在飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中，正逐步減少傳統(tǒng)金屬加工的比例，優(yōu)先發(fā)展復(fù)合材料制造。本文旨在介紹在復(fù)合材料制造過(guò)程中所涉及到的主要工藝和先進(jìn)專(zhuān)用設(shè)備。
復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用
? ?? ???隨著復(fù)合材料制造技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位已經(jīng)成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一。復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用趨勢(shì)有如下幾點(diǎn)：
（1）復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量日益增多。
? ?? ? 復(fù)合材料的用量通常用其所占飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的百分比來(lái)表示，世界上各大航空制造公司在復(fù)合材料用量方面都呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。最有代表性的是空客公司的A380客機(jī)和后續(xù)的A350飛機(jī)以及波音公司的B787飛機(jī)。A380上復(fù)合材料用量約30t。B787復(fù)合材料用量達(dá)到50%。而A350飛機(jī)復(fù)合材料用量更是達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的52%。復(fù)合材料在軍機(jī)和直升機(jī)上的用量也有同樣的增長(zhǎng)趨勢(shì)，近幾年得到迅速發(fā)展的無(wú)人機(jī)更是將復(fù)合材料用量推向更高水平。
（2）應(yīng)用部位由次承力結(jié)構(gòu)向主承力結(jié)構(gòu)發(fā)展。
? ?? ???最初采用復(fù)合材料制造的是飛機(jī)的艙門(mén)、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)。目前，復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)身、機(jī)翼等主承力結(jié)構(gòu)。主承載部位大量應(yīng)用復(fù)合材料使飛機(jī)的性能得到大幅度提升，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，也推動(dòng)了復(fù)合材料的發(fā)展。
（3）在復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。
? ?? ? 飛機(jī)上用復(fù)合材料制造的復(fù)雜曲面制件也越來(lái)越多，如A380和B787飛機(jī)上的機(jī)身段，球面后壓力隔框等，均采用纖維鋪放技術(shù)和樹(shù)脂膜滲透（RFI）工藝制造。
（4）復(fù)合材料構(gòu)件的復(fù)雜性大幅度增加，大型整體、共固化成型成為主流。
? ?? ???在飛機(jī)上大量采用復(fù)合材料的最直接的效果是減重，復(fù)合材料制件采用共固化、整體成型技術(shù)，能夠成型大型整體部件，明顯減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，減少零件裝配，從而有效地降低制造成本。
（5）復(fù)合材料的制造手段和先進(jìn)專(zhuān)用設(shè)備得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
? ?? ???傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造技術(shù)自動(dòng)化程度低，復(fù)合材料制件的質(zhì)量不穩(wěn)定，分散性大，可靠性差，生產(chǎn)成本居高不下，無(wú)法生產(chǎn)大型和復(fù)雜的復(fù)合材料制件。飛機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的不斷增加使大尺寸復(fù)合材料制件的制造工藝變得極為重要。

? ?? ???近年來(lái)，出現(xiàn)了各種各樣的自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)，如纖維鋪放、樹(shù)脂膜轉(zhuǎn)移成型/滲透成型、電子束固化等技術(shù)。隨之研制并得以工業(yè)化應(yīng)用的先進(jìn)、高效、低成本專(zhuān)用設(shè)備也層出不窮，如三維編織機(jī)、全自動(dòng)鋪帶設(shè)備和絲束鋪放設(shè)備等。這些高效自動(dòng)化設(shè)備顯著提高了復(fù)合材料生產(chǎn)效率和制件內(nèi)部質(zhì)量，降低了成本，使復(fù)合材料性能最優(yōu)化和低成本并存成為可能。
復(fù)合材料制造工藝及主要設(shè)備
? ?? ???復(fù)合材料成型是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程。隨著各種新工藝、新技術(shù)的涌現(xiàn)，復(fù)合材料制造工藝已成為復(fù)合材料加工制造的關(guān)鍵，涵蓋的技術(shù)面廣、技術(shù)含量高，涉及的成本份額占總成本的80%以上。
? ?? ?根據(jù)用途、批量、市場(chǎng)等要求的不同，航空航天用復(fù)合材料產(chǎn)品的成型工藝采用了手工鋪層、半自動(dòng)成型、全自動(dòng)成型以及液體成型等技術(shù)。下面就生產(chǎn)中主要涉及的工藝方法和主要設(shè)備加以重點(diǎn)說(shuō)明。

（1）手工鋪層。
? ?? ?目前，手工鋪層仍是被廣泛使用的傳統(tǒng)成型方法，甚至像B-2轟炸機(jī)以及一些通用飛機(jī)的制造也采用了大量的手工鋪層工序。因?yàn)檫@些產(chǎn)品的定貨量往往是一位數(shù)，而質(zhì)量要求很高。手工鋪貼方法的優(yōu)點(diǎn)是可使蒙皮厚度有大的變化，進(jìn)行局部加強(qiáng)，嵌入接頭用的金屬加強(qiáng)片，形成加強(qiáng)筋和蜂窩夾芯區(qū)等。
目前，手工鋪層使用了許多專(zhuān)用設(shè)備來(lái)控制和保證鋪層的質(zhì)量，如復(fù)合材料預(yù)浸料自動(dòng)剪裁下料系統(tǒng)和鋪層激光定位系統(tǒng)等，即采用專(zhuān)門(mén)的數(shù)控切割設(shè)備來(lái)進(jìn)行預(yù)浸料和輔助材料的平面切割，從而將依賴(lài)于樣板的制造過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鶕?jù)復(fù)合材料設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行全面運(yùn)作的制造過(guò)程。
? ?? ? 手工鋪層的缺點(diǎn)是要求鋪層人員有很高的技藝和施工經(jīng)驗(yàn)，手工鋪貼費(fèi)工費(fèi)時(shí)，因此效率低、成本高（占總成本的1/4），難以適應(yīng)大批量生產(chǎn)和大型復(fù)雜復(fù)合材料制件的生產(chǎn)要求。因此，在60年代初，在手工鋪層復(fù)合材料實(shí)施幾年之后，就開(kāi)發(fā)了自動(dòng)鋪帶（ATL）技術(shù)。
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即使在美國(guó),人工鋪帶也仍然采用,這是美國(guó) Liberty Aerospace的工人正在操作

（2）自動(dòng)鋪帶（ATL）。
? ?? ?自動(dòng)鋪帶技術(shù)采用有隔離襯紙的單向預(yù)浸帶，其裁剪、定位、鋪疊、輥壓均采用數(shù)控技術(shù)自動(dòng)完成，由自動(dòng)鋪帶機(jī)實(shí)現(xiàn)。多軸龍門(mén)式機(jī)械臂完成鋪帶位置的自動(dòng)控制，鋪帶頭上裝有預(yù)浸帶輸送和切割系統(tǒng)，根據(jù)待鋪放工件邊界輪廓自動(dòng)完成預(yù)浸帶的鋪放和特定形狀位置的切割。預(yù)浸帶在加熱狀態(tài)時(shí)，在壓輥的壓力作用下鋪疊到模具表面。
? ?? ?自動(dòng)鋪帶機(jī)根據(jù)鋪放制件的幾何特征可分為平面鋪帶和曲面鋪帶兩類(lèi)。隨著自動(dòng)鋪帶設(shè)備、編程、計(jì)算機(jī)軟件、鋪帶技術(shù)以及材料的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)鋪帶的效率變得更高，性能更可靠，操作性更友好。與手工相比，先進(jìn)鋪帶技術(shù)可降低制造成本的30%～50％，可成型超大尺寸和形狀復(fù)雜的復(fù)合材料制件，而且質(zhì)量穩(wěn)定，縮短了鋪層及裝配時(shí)間，工件近凈成型，切削加工及原材料耗費(fèi)減少。目前，最先進(jìn)的第五代鋪帶機(jī)是帶有雙超聲切割刀和縫隙光學(xué)探測(cè)器的十軸鋪帶機(jī)，鋪帶寬度最大可達(dá)到300mm，生產(chǎn)效率可達(dá)到手工鋪疊的數(shù)十倍。
? ?? ?自動(dòng)鋪帶機(jī)要成型復(fù)雜雙曲率型面，需采用窄帶，工作效率會(huì)降低，而一臺(tái)鋪帶機(jī)的價(jià)格需要3～5百萬(wàn)美元，成本太高。由此，Hercules率先開(kāi)發(fā)了自動(dòng)絲束鋪放（ATP）設(shè)備。
（3）自動(dòng)絲束鋪放（ATP）。
? ?? ?自動(dòng)絲束鋪放技術(shù)結(jié)合了自動(dòng)鋪帶和纖維纏繞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，鋪束頭把纏繞技術(shù)所用的不同預(yù)浸紗束獨(dú)立輸送和鋪帶技術(shù)所用的壓實(shí)、切割、重送功能結(jié)合在一起，由鋪束頭將數(shù)根預(yù)浸紗束在壓輥下集束成為一條寬度可變的預(yù)浸帶，然后鋪放在芯模表面，鋪放過(guò)程中加熱軟化預(yù)浸紗束并壓實(shí)定型。
? ?? ? 與自動(dòng)鋪帶相比，自動(dòng)鋪絲束技術(shù)可以成型更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，材料消耗率低，是自動(dòng)化制造技術(shù)的頂峰，ATP設(shè)備對(duì)復(fù)合材料的重要性相當(dāng)于銑床對(duì)金屬材料結(jié)構(gòu)的重要性。它是介于自動(dòng)纏繞與自動(dòng)鋪帶之間的一種鋪層方法，特別適于復(fù)雜構(gòu)件的制造。自動(dòng)鋪放技術(shù)的基礎(chǔ)是鋪放機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
? ?? ? 以美國(guó)辛辛那提機(jī)床公司Viper纖維鋪放機(jī)系統(tǒng)為例。Viper纖維鋪放系統(tǒng)將纏繞、特型鋪帶及計(jì)算機(jī)控制結(jié)合起來(lái)，自動(dòng)生產(chǎn)需要大量手工鋪層的復(fù)雜零件，從而縮短鋪層及裝配時(shí)間，由于工件近凈成型，切削加工及原材料耗費(fèi)減少。
沃特公司制造波音787的23%的機(jī)身，其中包括5.8m×7m的47段及4.3m×4.6m的48段，采用了來(lái)自辛辛那提公司的自動(dòng)鋪放機(jī)Viper6000。制造時(shí)，將東麗的3900系碳/環(huán)氧無(wú)緯帶鋪疊在大的筒形旋轉(zhuǎn)模具上，模具由互鎖的芯軸組成，筒形件鋪成后放在23.2m×9.1m的、世界上體積最大的熱壓罐中固化。目前，自動(dòng)絲束鋪放機(jī)已可鋪放窄帶及寬帶絲束。
預(yù)浸絲束/帶的機(jī)器人自動(dòng)鋪放已成為高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的一種強(qiáng)力高效技術(shù)。它是機(jī)電裝備技術(shù)、CAD/CAM軟件技術(shù)和材料工藝技術(shù)的綜合集成，包括：自動(dòng)鋪放裝備技術(shù)、預(yù)浸絲束/帶切割技術(shù)、鋪放CAD技術(shù)、鋪放CAM技術(shù)、預(yù)浸絲束/帶技術(shù)、自動(dòng)鋪放工藝技術(shù)、鋪放質(zhì)量控制、模具技術(shù)、成本分析及控制和一體化協(xié)同數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)等，具有高效率、高質(zhì)量、高重復(fù)性和低成本等優(yōu)點(diǎn)。
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Viper6000大型ATP機(jī),代表了當(dāng)今自動(dòng)絲束鋪放最高水平

（4）熱壓罐固化成型。
? ?? ? 熱壓罐固化成型是航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件傳統(tǒng)的制造工藝，它有產(chǎn)品重復(fù)性好、纖維體積含量高、孔隙率低或無(wú)孔隙、力學(xué)性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。熱壓罐固化的缺點(diǎn)主要是耗能高以及運(yùn)行成本高等。而目前大型復(fù)合材料構(gòu)件必需在大型或超大型熱壓罐內(nèi)固化，以保證制件的內(nèi)部質(zhì)量，因此熱壓罐的三維尺寸也在不斷加大，以適應(yīng)大尺寸復(fù)合材料制件的加工要求。目前，熱壓罐都采用先進(jìn)的加熱控溫系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能夠有效地保證在罐內(nèi)工作區(qū)域的溫度分布均勻，保證復(fù)合材料制件的內(nèi)部質(zhì)量和批次穩(wěn)定性，如準(zhǔn)確的樹(shù)脂含量、低或無(wú)空隙率和無(wú)內(nèi)部其他缺陷。這也是熱壓罐一直沿用至今的主要原因。

（5）復(fù)合材料液體成型。
? ?? ? 復(fù)合材料液體成型已是十分普及的工藝，它是以樹(shù)脂轉(zhuǎn)移成型（RTM）為主體，包括各種派生的RTM技術(shù)，大約有25～30種之多，其中，RTM、真空輔助RTM（VARTM）、真空輔助樹(shù)脂注射成型（VARI）、樹(shù)脂膜熔浸成型（RFI）和樹(shù)脂浸漬成形（SCRIMP）被稱(chēng)為RTM的5大主要成型工藝，也是目前應(yīng)用最多的RTM工藝。
? ?? ? RTM的優(yōu)點(diǎn)是成品的損傷容限高，可成型精度高、孔隙率小的復(fù)雜構(gòu)件及大型整體件。RTM成型的關(guān)鍵是，要有適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)預(yù)形件以及適當(dāng)黏度的樹(shù)脂或樹(shù)脂膜。RTM要求樹(shù)脂在注射溫度下的黏度值低，第一代環(huán)氧樹(shù)脂的粘度要求在500cps（0.5Pa·s）以下，以前對(duì)于較大尺寸的構(gòu)件要求樹(shù)脂黏度低于250cps（0.25Pa·s），RTM工藝的主要設(shè)備是各種樹(shù)脂注射機(jī)和整體密閉型模具。
? ?? ? 隨著新型增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新，編織技術(shù)和預(yù)成形體技術(shù)與RTM技術(shù)相結(jié)合，形成了新的工藝發(fā)展和應(yīng)用方向。如采用三維編織技術(shù)將增強(qiáng)材料預(yù)制成3D結(jié)構(gòu)，然后再與RTM工藝復(fù)合，也可將纖維織物通過(guò)縫紉或粘結(jié)的方法，直接預(yù)制成制件形狀，再采用RTM工藝成型復(fù)合材料。
? ?? ? 例如，EADS軍用飛機(jī)公司為B787后機(jī)身段制造的后壓力隔框，它是一個(gè)半球形的整體隔框，插在增壓的機(jī)身47段及非增壓的48段及尾段之間，它是用VARTM制造的，尺寸大約為4.3m×4.6m，波音787是首架具有復(fù)合材料后壓力隔框的飛機(jī)。該隔框的制造得益于Cytec公司的樹(shù)脂熔滲膜系統(tǒng)。韌化的復(fù)合材料有頂級(jí)阻燃/煙/毒性能，可以取消防火層，從而比傳統(tǒng)的樹(shù)脂熔滲法制得的結(jié)構(gòu)輕。而波音787機(jī)身的大部分隔框則采用了碳纖維樹(shù)脂膜熔滲RFI技術(shù)制造，復(fù)合材料隔框用碳纖維復(fù)合材料抗剪箍連接在機(jī)身蒙皮上，由于設(shè)計(jì)及成本上的原因，少數(shù)部位仍采用鈦合金及鋁合金隔框。

（6）隔膜成型。
? ?? ? 隔膜成型原是一種為熱塑性復(fù)合材料開(kāi)發(fā)的成型工藝，后發(fā)現(xiàn)用于熱固性復(fù)合材料具有很廣泛的用途。它具有成型過(guò)程中纖維不易滑動(dòng)、不易產(chǎn)生皺褶的特殊功效，非常適用于加工大型飛機(jī)機(jī)翼前梁的C形截面。在近年推出的A400M等大型飛機(jī)前梁C形截面中，已廣泛采用了這種工藝方法。
? ?? ? 為成型出C形截面，預(yù)形件從鋪帶機(jī)上卸下送到由英國(guó)Aeroform公司提供的熱包膜成型機(jī)設(shè)備上成型。為便于抽真空，預(yù)形件應(yīng)夾在兩個(gè)由俄亥俄州的杜邦電子技術(shù)公司提供的Kapton聚酰亞胺薄膜之間。薄膜之間抽真空，然后從零件上面進(jìn)行紅外加熱，直到1h內(nèi)將溫度升到60℃。這樣可以保證即使在梁根部的最厚截面中心，也可均勻加熱到同一溫度。然后緩緩對(duì)兩薄膜間層合板加壓，而在輕質(zhì)模具上形成梁的內(nèi)表面。這個(gè)C形截面可在30min內(nèi)緩慢成型之后，去掉Kapton薄膜。
在歐洲推出的ALCAS計(jì)劃中，這種成型方法已成為加工飛機(jī)前梁的一種典型工藝方法。
（7）復(fù)合材料制件加工、裝配及無(wú)損檢測(cè)。
? ?? ? 復(fù)合材料制件成型后，需要進(jìn)行機(jī)械加工，包括外形尺寸加工、鉆孔等，要求具有很高的加工質(zhì)量。復(fù)合材料制件屬于脆性各向異性材料，常規(guī)的加工方法不能滿(mǎn)足復(fù)合材料加工質(zhì)量要求。傳統(tǒng)切割方式在加工纖維材料時(shí)具有以下缺點(diǎn)：切割速度慢、效率低；復(fù)合材料制件屬于易變形材料，切割精度難以保證；在切割高韌性材料時(shí)，刀具和鉆頭等磨損快、損耗大；加工復(fù)合材料層合板時(shí)易發(fā)生分層破壞等。因此要求復(fù)合材料生產(chǎn)需配備大型自動(dòng)化高壓水切割機(jī)、超聲切割設(shè)備和數(shù)控自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)等專(zhuān)用設(shè)備，以滿(mǎn)足復(fù)合材料制件經(jīng)加工后無(wú)分層磨損且符合裝配尺寸精度的要求。
? ?? ? 大型機(jī)翼蒙皮層合板一般采用大型高壓水切割機(jī)進(jìn)行凈形切割，世界上最大切割機(jī)的床身為36m×6.5m，由Flow International公司制造。這種磨粒噴水切割機(jī)可以快速切割厚的層合板而不致產(chǎn)生層合板過(guò)熱，25mm厚的層合板可以0.67m/min速度切割，對(duì)6mm薄的層合板，切割速度可以高達(dá)3m/min，厚的蒙皮可以0.39m/min速度切割。
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? ?? ? 超聲切割設(shè)備將超聲振動(dòng)能量加載在切割刀具上，可有效地分離纖維材料的邊界，從而有效解決上述傳統(tǒng)切割方法帶來(lái)的問(wèn)題。超聲切割技術(shù)的切割質(zhì)量?jī)?yōu)良，具有無(wú)毛刺、無(wú)刀具磨損、無(wú)碳化材料、切割力小、不易造成分層，切割速度快、精度高等特點(diǎn)。已經(jīng)在國(guó)外航空企業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。
? ?? ? 隨著飛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)逐漸向復(fù)合材料結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，復(fù)合材料制造的自動(dòng)化顯得日益重要。而自動(dòng)化程度較高的裝配技術(shù)尤其顯得重要。復(fù)合材料的使用使飛機(jī)機(jī)體有可能采用大型整體結(jié)構(gòu)件制造，如787最后總裝只進(jìn)行六大部件的對(duì)接，即前機(jī)身、中機(jī)身、后機(jī)身、機(jī)翼、水平安定面和垂直尾翼。這些整體大部件使裝配過(guò)程中避免使用傳統(tǒng)巨型工裝，而更多地采用便攜式工具。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的移動(dòng)不采用龍門(mén)吊車(chē)。

? ?? ? 柔性裝配、自動(dòng)鉆鉚等先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用于復(fù)合材料大型部件的自動(dòng)裝配中。飛機(jī)柔性裝配技術(shù)考慮作為裝配對(duì)象的航空產(chǎn)品本身特征，基于飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化定義，通過(guò)飛機(jī)柔性裝配流程、數(shù)字化裝配技術(shù)、裝配工裝設(shè)計(jì)、裝配工藝優(yōu)化、自動(dòng)定位與控制技術(shù)、測(cè)量、精密鉆孔、伺服控制、夾持等實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零部件快速精確的定位和裝配，可減少裝配工裝的種類(lèi)和數(shù)量，提高裝配效率和裝配準(zhǔn)確度，提高快速響應(yīng)能力，縮短飛機(jī)裝配周期，增強(qiáng)飛機(jī)快速研制能力。它是一種能適應(yīng)快速研制、生產(chǎn)及低成本制造要求、滿(mǎn)足設(shè)備和工裝模塊化可重組的先進(jìn)裝配技術(shù)。如B787的復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)件的移動(dòng)采用了自動(dòng)化導(dǎo)引車(chē)等柔性裝配技術(shù)。
? ?? ? 自動(dòng)鉆鉚機(jī)廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料大型部件的自動(dòng)裝配，如A380機(jī)翼裝配采用了自動(dòng)化可移動(dòng)鉆孔設(shè)備。這些鉆削設(shè)備與傳統(tǒng)金屬材料鉆削設(shè)備的本質(zhì)區(qū)別在于，為保持鉚釘孔周?chē)慕Y(jié)構(gòu)完整性，要求鉆孔時(shí)無(wú)分層，因此制孔一般要用硬質(zhì)切削刀具，采用多步鉆孔法。鑒于復(fù)合材料的制造方法不同，其可切削加工性也各異。例如，編織結(jié)構(gòu)為“十”字形花樣的織物，比單向排列的織物帶易切削，后者的磨損力更大且易產(chǎn)生分層、鉆孔時(shí)有纖維未切到的問(wèn)題。因此，根據(jù)復(fù)合材料構(gòu)件不同的成型方式，應(yīng)選擇不同的鉆削參數(shù)、材料及形狀的鉆頭。
意大利自動(dòng)鉆鉚機(jī)

? ?? ? 復(fù)合材料制件無(wú)損檢測(cè)設(shè)備主要需要配置大型超聲C掃描設(shè)備和X光無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。此外，激光剪切攝影及激光超聲檢測(cè)也是主要發(fā)展方向。
? ?? ? 在超聲檢驗(yàn)技術(shù)方面最重要的進(jìn)展之一是相控陣檢驗(yàn)的開(kāi)發(fā)。相控陣超聲檢驗(yàn)與傳統(tǒng)超聲檢驗(yàn)相比，改進(jìn)了探測(cè)的概率，并明顯加快了檢驗(yàn)速度。
? ?? ? 傳統(tǒng)的超聲檢驗(yàn)要用許多個(gè)不同的探頭來(lái)作綜合性的體積分析，而相控陣檢驗(yàn)用一個(gè)多元探頭即可完成同樣的結(jié)果。這是由于每一個(gè)元素探頭可以進(jìn)行電子掃描和電子聚焦，每一元素探頭的啟動(dòng)有一個(gè)時(shí)間上的延遲。其結(jié)果是合成的超聲束的入射角可加以變化，焦點(diǎn)深度也可以變化，這就是說(shuō)體積檢驗(yàn)的速度可以比傳統(tǒng)法快得多。因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)法時(shí)，探頭必須適時(shí)更換，而且必需多路傳輸才能得出不同的入射角和焦點(diǎn)深度。此外，相控陣探頭可提供更寬的覆蓋范圍，從而比傳統(tǒng)探頭有更高的生產(chǎn)效率。
（8）復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化。
? ?? ? 復(fù)合材料零件成型獨(dú)特的工藝特點(diǎn)決定了它在設(shè)計(jì)制造方面與金屬零件有很大差異，而且更加復(fù)雜。
復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造以復(fù)合材料設(shè)計(jì)/制造平臺(tái)和附和材料數(shù)字化制造設(shè)備為軟硬件基礎(chǔ)。改變了傳統(tǒng)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)/制造方式，采用數(shù)字量形式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面描述和數(shù)據(jù)傳遞，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造之間的無(wú)縫集成。
復(fù)合材料設(shè)計(jì)軟件與現(xiàn)有CAD系統(tǒng)的集成為設(shè)計(jì)/制造復(fù)合材料構(gòu)件提供了有力平臺(tái)。包括初步設(shè)計(jì)、工程詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造詳細(xì)設(shè)計(jì)和制造輸出4個(gè)階段。
? ?? ? 復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化制造過(guò)程包括預(yù)浸料下料、鋪層鋪放、固化等工序，目前復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化制造主要體現(xiàn)在預(yù)浸料自動(dòng)下料、激光鋪層定位和纖維自動(dòng)鋪放等方面。
? ?? ? 例如，在B787項(xiàng)目中復(fù)合材料構(gòu)件均采用了FiberSIM軟件進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向全球伙伴發(fā)放，從而保證了復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確性。由于B787大量采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，因此其研發(fā)周期比B777縮短了3年。
復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造使實(shí)施并行工程成為可能，在設(shè)計(jì)早期階段解決制造問(wèn)題，大大減少了車(chē)間修改和重復(fù)工作。設(shè)??計(jì)和制造數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成縮短了制造時(shí)間，減少了人工編程帶來(lái)的誤差，提高了構(gòu)件質(zhì)量。
結(jié)束語(yǔ)
? ?? ? 綜上所述，隨著復(fù)合材料在飛機(jī)上用量的遞增，使復(fù)合材料制造業(yè)迅速成為飛機(jī)制造業(yè)的主要組成部分。今后飛機(jī)50%以上的結(jié)構(gòu)件將由金屬轉(zhuǎn)為復(fù)合材料，復(fù)合材料制造將成為飛機(jī)制造的基本手段。復(fù)合材料制造工藝和專(zhuān)用設(shè)備是先進(jìn)復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)之一，值得我們投入大量的人力物力加以研發(fā)和應(yīng)用。掌握了先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)，就掌握了未來(lái)飛機(jī)的先進(jìn)制造技術(shù)。