航空制造走入復合材料的新時代

    航空工業中先進航空復合材料的應用現狀
    “一代材料,一代飛機”是航空發展史的一個真實寫照。在未來航空制造中,樹脂基復合材料(PMC)將成為繼鋁合金、鈦合金和鋼之后的重要的航空結構材料之一。從上世紀90年代開始,先進戰斗機大量使用先進樹脂基復合材料。而民用機方面,飛機機體以復合材料為主的時代從此起步。
    我國航空工業中先進航空復合材料的應用現狀
    隨著國內先進樹脂基復合材料性能的提高,制造技術的不斷成熟,配套無損檢測和裝配等技術的完善,國內先進樹脂基復合材料在直升機,殲擊機和大型飛機中得到相當的應用。
    未來航空工業中先進航空復合材料的前景廣闊
    與傳統金屬材料相比,復合材料具有密度低、比強度和比模量高、可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能好、結構尺寸穩定性好、便于大面積整體成型以及具有特殊電磁性能等優點。符合大型飛機對選材的安全性,經濟性,舒適性和環保性的要求,并且具有在未來持續發展的潛力。我國大飛機項目的立項對復合材料設計制造的具有明顯的拉動作用。
    先進航空復合材料性能提升的關鍵 ― 碳纖維的市場現狀
    碳纖維生產由巨頭壟斷,范圍的碳纖維危機已經結束。
    國內碳纖維生產落后,PAN 原絲質量是發展瓶頸。高度關注碳纖維這一戰略物資的生產,出臺政策全方位突破碳纖維產業化的瓶頸制約。碳纖維危機呈周期性爆發,我國碳纖維工業的發展應該借鑒以往經驗抓住機遇,規避風險。
    先進航空復合材料發展的基礎 ― 樹脂基體的現狀
    國內先進樹脂基復合材料已經形成體系,部分技術(如離位增韌技術、協同增韌技術)取得了明顯的進步,具有一定的技術優勢。成功研制的各種高性能低溫、中溫和高溫固化環氧復合材料體系具有優異的工藝性、高韌性和價格低等優點。
    先進航空復合材料降低成本的重點 ― 成型工藝的發展現狀先進復合材料的成型工藝成本占總成本的比重高達60%~70%,如何從技術工藝上突破已是當今復合材料業面臨的重要課題。目前航空航天領域先進樹脂基復合材料主要成型工藝包括熱壓罐成型技術、RTM 成型技術和自動鋪放技術,其中自動鋪放技術是重點發展的低成本技術 。