树脂基复合材料成形工艺进展（一）

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　　先进复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳、各向异性和可设计性、材料与结构的一次成型等性能，自上世纪60年代问世以来，很快获得广泛应用，成为航空航天4大材料之一。随着其材料性能和制造技术的不断改进，复合材料未来在战斗机、大型军用运输机、无人机等平台上必将占有重要地位。

　　为满足新一代战斗机对高机动性、超音速巡航及隐身的要求，进入90年代后，西方的战斗机无一例外地大量采用复合材料结构，用量一般都在25%以上，有的甚至达到35%，结构减重效率达30%。应用部位几乎遍布飞机的机体，包括垂直尾翼、水平尾翼、机身蒙皮以及机翼的壁板和蒙皮等。无人战斗机是未来航空武器的一个重点发展方向。为满足采购政策、隐身性能、机动性、生存力对材料的特殊需求，为尽可能地降低结构重量、提高燃油装载量，无人战斗机结构的一个显著特点就是大量应用复合材料。以波音公司的X-45A为例，除机身的龙骨、梁和隔框采用铝合金外，其余的机体结构都是由复合材料制成。诺斯罗普•格鲁门公司的X-47A的机体除一些接头采用铝合金外，整个机体几乎全部采用了复合材料。

　　航空工业中制备复合材料制件的主要要求为：可支付得起；高度自动化；好的质量控制；降低模具成本及缩短生产周期。为了达到这些要求，航空工业正着眼于：编织技术；先进的铺带技术；非热压罐技术；注射工艺；先进的固化工艺；全质量概念及热塑性工艺。本文主要针对其预形件制造技术及零件成形技术进行讨论。

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　　预成形体及蜂窝夹芯结构制造及应用技术

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　　目前复合材料预成形体的制造技术主要有以下几种：

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　　(1)缝合技术。

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　　缝合织物增强复合材料是采用高性能纤维和工业用缝合机将多层二维纤维织物缝合在一起，经复合固化而成的纺织复合材料。它通过引用贯穿厚度方向的纤维来提高抗分层能力，增强层间强度、模量、抗剪切能力、抗冲击能力、抗疲劳能力等力学性能，从而满足结构件的性能需求。

　　到目前为止，大部分的缝合复合材料结构的开发项目都是以美国的NASA为主进行的。其中最著名的是利用缝合技术制造的复合材料机翼，其中采用了波音公司开发的28m长的缝合机制造飞机机翼蒙皮复合材料预成形体。该缝合机能够缝合超过25mm厚的碳纤维层，缝合速度达3000针/分。除了缝合蒙皮预成形体外，还可缝合加强筋。缝合完成后采用RFI技术进行加热和加压。这样生产出的结构件相对于同样的铝合金零件重量减少25%，成本降低20%。 & x' w& l5 _) P0 T3 e, t2 c( t2 l

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