MFFD 的焊接左側機身接頭采用 Fraunhofer IWS 開發的 ConTIjoin 工藝制成。

據稱是世界上最大的熱塑性復合材料（TPC）飛機結構的左側縱向上下機身連接接頭已成功焊接。多功能機身演示器（MFFD）的8米長的上下機身半殼于2023年運往德國斯塔德的弗勞恩霍夫制造技術與先進材料研究所（IFAM），并使用弗勞恩霍材料與梁技術研究所（IWS，德國德累斯頓）開發的CONTIjoin連續連接技術進行連接。

這項工作是在BUSTI項目中完成的，該項目是清潔天空 2（Clean Sky 2-現在的Clean Aviation）MFFD 計劃的一部分，旨在提高使用焊接而不是鉆孔和緊固件組裝的TPC飛機機身的技術準備水平（TRL），使每月生產60-100架飛機，機身重量減少10%，經常性成本減少20%。

 

Hexapods（頂部黃色）將MFFD上殼固定在下殼上，同時使用CONTIjoin設備將兩者連接在一起（位于圖像中心）。

BUSTI 項目團隊負責焊接對接條帶，以連接機身上下殼體。條帶由六條逐漸變寬的帶子組成，每次一條，與上下外殼中的一組臺階相匹配。這六條帶是由東麗（Toray）TC1225 單向（UD）帶制成的 6 層 1.2 毫米厚的固結多向層壓材料，該單向（UD）帶包括 T700碳纖維（CF）和 Victrex（Lancashire，英國）低熔體聚芳基醚酮（LMPAEK）聚合物。

Fraunhofer IWS 的研究助理埃里克·波爾（Eric Pohl）道，CONTIjoin“實際上是將 CFRTP 連接條帶層壓板連續共固結到匹配的機身外殼上。這與自動鋪絲（AFP）中的固結過程非常相似，但我們使用 CO2激光器，而不是 AFP 典型的纖維激光器。”

因為連接條帶層壓板從第一個 60 毫米到最后一個 360 毫米逐漸變寬，所以 3.5 千瓦 CO2 激光器（10.6 微米波長）與高度動態的光束反射耦合，該光束反射使能量束在焊縫寬度上振蕩。

 

在左側，ConTIjoin 設備的橙色滾輪在使用碳纖維增強熱塑性塑料（CFRTP）連接條帶連接上下 MFFD 半殼時施加壓力。

 

深入了解激光原位共固結末端執行器的光學和機械設置。

BUSTI項目中實現的焊接接頭延伸了乘客門切口兩側8米長MFFD機身半殼的全長，最大焊接長度為4.5米。

Aimen Centro Tecnológico（西班牙波里尼奧）和FFT（德國富爾達）通過WELDER項目使用超聲波焊接成功完成了MFFD右側重疊機身接頭的額外工作。

與此同時，在德國政府資助的空中客車公司的一個項目中，Fraunhofer IWS正在推進復雜曲面的CONTIjoin，與MFFD機身的單一曲率相比，該項目將于2026年完成。

結束語

直徑4米、長8米熱塑復材機身筒體試驗件，到此制造工作全部完成。從制造零件、上下殼體組裝、上下殼體連接，展示出諸多新設計、新工藝。

2030-2035年具有熱塑復材機身的“新A320”一旦進入市場，波音B737、商飛C919 在民機市場上很難與它競爭了！

原文見《Fraunhofer IWS completes MFFD longitudinal fuselage joint using ConTIjoin technology 》

楊超凡