•
有效地改善了劳动强度与环境条件；
•
无需昂贵的预浸料；
•可提高复合材料的设计许用应变。这是一项正在积极开发，大力推广应用的可降低成本的工艺方法。 %—’’正弦波翼梁、前机身隔框就是采用这种方法制成的。
麦道公司在 )*+*先进复合材料技术（*,"）计划的资助下，探索预成形件 "复合材料主机翼技术。重点是干态缝纫预成形件树脂膜熔浸法制造带有 "字加强筋的碳 环氧壁板。这是一种近无余量的成形方法，目标是比传统的热压罐法、纤维缠绕法和 (维编织法费用减少 -./，与传统铝合金结构相比成本下降 ’./，减重 ’-/。
多层织物缝合需要先进缝纫机。现已研制成功可以缝纫长 0-1 ’-2、宽大约 (2预成形件的缝纫技术。它可以缝 ’.层碳纤维织物，单层厚 .1 (22左右，总厚度可达 -22以上。同时，还可将加强筋、梁、肋缝合在一起形成机翼壁板的碳纤维增强体预成形件。这种先进的自动缝纫机设备有自动铺层切割器、铺层定位用的激光投影仪、热压罐、树脂膜熔浸用缝纫预成形件的环控器等配套设备。
纤维自动铺放法在缠绕与自动铺带技术的基础上开发的先进铺层技术，又称自动丝束铺层（*"3）技术或纤维铺放（%3）。
复合材料构件制造工时中，手工铺层所需工时约占总工时的 4./或更高，而且质量不稳定（一般铺层取向有 5 ’6的偏差，铺层间隙不均匀）。纤维缠绕法铺层自动化、效率高，多用于形状规则的筒形、板形构件。为此，开发了自动铺带技术。
自动铺带技术中铺放头单轴向运动，只能铺 (.6范围内的外形、带宽 7-8 (..22；铺带速度 9.2 :;<=，可节省 >4/的铺贴工时， 0./的材料，取向均匀性都比手工铺贴好。自动铺带工艺技术 ’.世纪 7.年代已用于制造 %—04的垂直尾翼和水平尾翼，到 >.年代末大多数飞机制造工厂都采用了这项技术，但自动铺带难于铺出有双曲率的形状复杂的构件，因为带子太宽。
纤维自动铺放技术，丝束是预浸无捻纤维束（目前多为 4?预浸丝束），宽度为 •(>’•
""窄带，厚度 %&""，长度以千米计。窄的丝束可以更好地控制纤维取向，只增强那些应该增强的部位，而不会将周围部分随之过分增强。由于铺放头可以单独铺放及切割每一丝束，所以，纤维自动铺放易于构成厚截面和变截面，以及制造曲线及几何形状复杂的大型构件。典型的纤维自动铺放件的废品率为 ’( )%*(；而手工铺层可达 *( ) %(。总之，纤维自动铺放工艺具有铺放速度快、精度高、质量好特点。目前用得比较多的纤维自动铺放设备为 +轴式、多丝束铺放头，可同时铺放大约 条 ""窄带；铺放速度大约 ," -./01；计算机程序控制；铺放精度 -%；铺层时可进行压实或固化。适用于碳纤维 -环氧或热塑性树脂基体，可用于铺设复杂曲面，如 2进气道等，现已用于 3—’、 5-6%78 -5发动机进气道、
4—%+复合材料舱门、 “初学者”机身等。
三、整体化成形工艺
复合材料结构件整体化成形工艺主要有共固化、二次固化、二次接以及预成形
件 -9:;或 95<成形工艺。也包括缠绕成形工艺。
共固化结构的组合零件在未固化时应是可分离的，以便于在生产过程中对各个
零件的毛坯进行铺巾和预处理。需采用芯模成形的共固化结构在设计应留有足够大
的开口，以保证固化后芯模能够从构件中取出。
在飞机上采用的复合材料共固化结构主要有：共固化加筋结构、共固化盒状结
构、共固化夹层结构。
四、热塑性复合材料成形工艺
热塑性复合材料成形是在高温下进行的材料靠模具重塑形状的加工过程。施工
温度约 , ) &*8，要求模具耐高温。热变形控制（包括增强纤维取向控制）是热塑
性复合材料成形工艺的技术关键。
洛克希德•马丁公司在生产 5—’’热塑性复合材料结构件时，开发了一种称为超塑隔膜成形工艺技术（ =>?@.?A/=B0CD0/BE./F"GH."01F，2IJ5）。热塑性复合材料夹在两隔膜（超塑铝合金薄板）中间，加温至超塑性状态变形时，隔膜与模具贴合，冷却后得到成形零件。 2IJ5对模具要求降低，技术开发借鉴了铝合金件超塑成形技术（2I5）。计算机控制的 2IJ5可以生产重复性更好、成本更低的复杂形状零件。 5— ’’零构件使用的热塑性复合材料为 6I4—’ -<;+，聚醚醚酮碳纤维无纬布，纤维体积
含量 ,7(，施工温度 * ) &K（与铝合金超塑成形温度 , ) *K大致相同）。
5—’’的座舱遮光板、航空电子设备架、机头检查口盖、起落架舱门的内外蒙皮等 %
个零件采用 2IJ5制造，使非经常费用及经常费用分别降低了 ’*(和 %&(。
•7•
第五节 无损检测技术与质量保证
一、无损检测技术
无损检测技术是确定构件损伤状态的主要技术手段。常用无损检测方法有以下几种。（"）目视检查
目视检查快速、方便并且随时都可能应用，是复合材料结构制造、使用和试验过程中必不可少的检测手段。表面外观检查和绕机巡视目视检查可以对初始缺陷 损伤或其他损伤的状态首先作出表观判断。
（）敲击检查
敲击检查是和目视检查结合进行的最常用的声学检测方法。敲击检查时，轻轻敲击被检测结构的表面，如果无内部缺陷 损伤，将产生均匀的振动，发出的声音尖锐而清脆；若内部有气孔、分层或脱胶存在时，则发出较低的空洞声。沿面板连续敲击就能听到声调的突变，根据声调的变化能大致确定缺陷 损伤的范围。适用于检测层合板表面附近的分层、脱粘和薄蒙皮与其下部结构的胶接缺陷。对于厚度小于 "% &’’的薄蒙皮敲击检查时，为防止敲击形成新的损伤，敲击检查前，检测人员必须详细了解被检结构的内部构形。
（(）超声检测
在复合材料结构的无损检测中，超声 )扫描检测技术是应用最为广泛的方法。它不但能检测分层、脱胶、气孔、裂缝、夹杂等重要的缺陷 损伤，而且在判别疏松、密度变化、弹性模量、厚度等材料特性和几何形状的变化方面也有一定的能力。超声检测仪器和计算机图形分析系统的结合，可以明显提高超声检测能力。
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：飞机检测与维修实用手册 2(11)
