1、第二章 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用綜述 第 9 頁 共 9 頁課題第二章 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用綜述目的與要求復(fù)材在航空制造中的重要地位航空發(fā)動機(jī)制造中使用復(fù)合材料的分布和比重先進(jìn)民機(jī)使用復(fù)材的部位和作用無人機(jī)制造中使用復(fù)材的主要特點未來航空制造中使用復(fù)材的主要方向重點航空發(fā)動機(jī)制造中使用復(fù)合材料的分布和比重先進(jìn)民機(jī)使用復(fù)材的部位和作用難點復(fù)材在航空制造中的重要地位教具復(fù)習(xí)提問無人機(jī)制造中使用復(fù)材的主要特點未來航空制造中使用復(fù)材的主要方向啟發(fā)復(fù)材可能還會使用的部位新知識點考查膠黏劑材料的選用方法、原則和依據(jù)布置作業(yè)課堂布置，見后面。課后回憶先進(jìn)民機(jī)使用復(fù)材的部位和作用無人機(jī)制造中使用復(fù)材的主要特點

2、備注教員圖1 復(fù)合材料制作的零部件圖2 民用大型飛機(jī)復(fù)合材料分布圖 1. 復(fù)合材料的應(yīng)用特點隨著航空航天科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,促進(jìn)了新材料的飛速發(fā)展,其中尤以先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展最為突出。目前主要指有較高強(qiáng)度和模量的硼纖維、碳纖維、芳綸等增強(qiáng)的復(fù)合材料,耐高溫的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料,隱身復(fù)合材料,梯度功能復(fù)合材料等。飛機(jī)和衛(wèi)星制造材料要求質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕,這些苛刻的條件,只有借助新材料技術(shù)才能解決。復(fù)合材料具有質(zhì)量輕,較高的比強(qiáng)度、比模量,較好的延展性,抗腐蝕、導(dǎo)熱、隔熱、隔音、減振、耐高(低)溫,獨特的耐燒蝕性、透電磁波,吸波隱蔽性、材料性能的可設(shè)計性、制備的靈活性和易加工性等特

3、點,是制造飛機(jī)、火箭、航天飛行器等軍事武器的理想材料。2. 飛機(jī)機(jī)身上的應(yīng)用2.1. 飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料用于加工主承力結(jié)構(gòu)和次承力結(jié)構(gòu)、其剛度和強(qiáng)度性能相當(dāng)于或超過鋁合金的復(fù)合材料。目前被大量地應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)制造上和小型無人機(jī)整體結(jié)構(gòu)制造上。飛機(jī)用復(fù)合材料經(jīng)過近40年的發(fā)展,已經(jīng)從最初的非承力構(gòu)件發(fā)展到應(yīng)用于次承力和主承力構(gòu)件,可獲得減輕質(zhì)量(2030)%的顯著效果。目前已進(jìn)入成熟應(yīng)用期,對提高飛機(jī)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)水平的貢獻(xiàn)、可靠性、耐久性和維護(hù)性已無可置疑,其設(shè)計、制造和使用經(jīng)驗已日趨豐富。迄今為止,戰(zhàn)斗機(jī)使用的復(fù)合材料占所用材料總量的30%左右,新一代戰(zhàn)斗機(jī)將達(dá)到40%;直升機(jī)和

4、小型飛機(jī)復(fù)合材料用量將達(dá)到(7080)%左右,甚至出現(xiàn)全復(fù)合材料飛機(jī)?！翱坡妗敝鄙龣C(jī)的機(jī)身有70%是由復(fù)合材料制成的,但仍計劃通過減輕機(jī)身前下部質(zhì)量,以及將復(fù)合材料擴(kuò)大到配件和軸承中,以使飛機(jī)再減輕15%的質(zhì)量?！鞍⑴疗妗睘榱藴p輕質(zhì)量,將采用復(fù)合材料代替金屬機(jī)身。使用復(fù)合材料,未來的聯(lián)合運輸旋轉(zhuǎn)翼(JTR)飛機(jī)的成本將減少6%,航程增加55%,或者載荷增加36%。以典型的第四代戰(zhàn)斗機(jī)F/A-22為例復(fù)合材料占242%,其中熱固性復(fù)合材料占238%,熱塑性復(fù)合材料占04%左右。熱固性復(fù)合材料的70%左右為雙馬來酰亞胺樹脂(BMI,簡稱雙馬)基復(fù)合材料1,生產(chǎn)200多種復(fù)雜零件,其它主要為環(huán)氧樹

5、脂基復(fù)合材料,此外還有氰酸酯和熱塑性樹脂基復(fù)合材料等。主要應(yīng)用部位為機(jī)翼、中機(jī)身蒙皮和隔框、尾翼等。近10年來,國內(nèi)飛機(jī)上也較多的使用了復(fù)合材料。例如由國內(nèi)3家科研單位合作開發(fā)研制的某殲擊機(jī)復(fù)合材料垂尾壁板,比原鋁合金結(jié)構(gòu)輕21 kg,減質(zhì)量30%。北京航空制造工程研究所研制并生產(chǎn)的QY8911/HT3雙馬來酰亞胺單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料已用于飛機(jī)前機(jī)身段、垂直尾翼安定面、機(jī)翼外翼、阻力板、整流壁板等構(gòu)件。由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C熱塑性樹脂單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料,具有優(yōu)異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能,適合制造飛機(jī)主承力構(gòu)件,可在120下長期工

6、作,已用于飛機(jī)起落架艙護(hù)板前蒙皮。在316這一極限溫度下的環(huán)境中,復(fù)合材料不僅性能優(yōu)于金屬,而且經(jīng)濟(jì)效益高。據(jù)波音公司估算,噴氣客機(jī)質(zhì)量每減輕1 kg,飛機(jī)在整個使用期限內(nèi)即可節(jié)省2200美元。2.2. 飛機(jī)隱身上的應(yīng)用近幾十年來,隱身復(fù)合材料的研究取得了長足進(jìn)展,正朝著“薄、輕、寬(頻譜)、強(qiáng)(耐沖擊、耐高溫)”方向發(fā)展。美國最先將隱身材料用在飛機(jī)上,用隱身材料最多的是F-117和F-22飛機(jī)。F-117的隱身涂層十分復(fù)雜,有7種材料之多。例如,它的機(jī)身、機(jī)翼、副翼及尾翼等采用了瓦片狀吸波材料,為了加固這種瓦片狀材料在底層采用了Filcoat材料,它是碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧預(yù)浸帶,用自動鋪帶法疊在

7、吸波涂層下面。2000年,美空軍對F-117的隱身材料進(jìn)行更新,將原來的7種隱身材料涂層更換為1種,全部F-117將具有通用的維修程序和雷達(dá)波吸收材料,技術(shù)規(guī)程的數(shù)量減少大約50%。改進(jìn)后F-117的每飛行小時維修時間縮短一半以上,全部52架F-117的年維護(hù)費用從1450萬美元降至690萬美元。F-22不采用全機(jī)涂覆吸波涂層的方法,但在機(jī)身內(nèi)外的金屬件上全部采用了鐵氧體吸波涂層,它是一種有韌性的耐磨涂料,較之F-117的涂料易于噴涂且耐磨。專家預(yù)測到本世紀(jì)30代,導(dǎo)電高分子電致變色材料、摻雜氧化物半導(dǎo)體材料、納米復(fù)合材料和智能隱身等復(fù)合材料將實際用于飛機(jī),它將使飛機(jī)的航電系統(tǒng)及控制方式發(fā)生根

8、本性的變化。3. 航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用3.1. 渦輪發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用由于具有密度小、比強(qiáng)度高和耐高溫等固有特性,復(fù)合材料在航空渦輪發(fā)動機(jī)上應(yīng)用的范圍越來越廣且比例越來越大,使航空渦輪發(fā)動機(jī)向“非金屬發(fā)動機(jī)”或“全復(fù)合材料發(fā)動機(jī)”方向發(fā)展。(1)樹脂基復(fù)合材料憑借比強(qiáng)度高,比模量高,耐疲勞與耐腐蝕性好,阻噪能力強(qiáng)的優(yōu)點,樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)冷端部件(風(fēng)扇機(jī)匣、壓氣機(jī)葉片、進(jìn)氣機(jī)匣等)和發(fā)動機(jī)短艙、反推力裝置等部件上得到廣泛應(yīng)用。如JTAGG驗證機(jī)的進(jìn)氣機(jī)匣采用碳纖維增強(qiáng)的PMR15樹脂基復(fù)合材料,比采用鋁合金質(zhì)量減輕26%;F136發(fā)動機(jī)采用與F110-132發(fā)動機(jī)相似的復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣,使質(zhì)

9、量減輕9kg。(2)碳化硅纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料憑借密度小(有的僅為鎳基合金的1/2),比剛度和比強(qiáng)度高,耐溫性好等優(yōu)點,碳化硅纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料在壓氣機(jī)葉片、整體葉環(huán)、盤、軸、機(jī)匣、傳動桿等部件上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。(3)陶瓷基復(fù)合材料目前主要的陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)品是以SiC或C纖維增強(qiáng)的SiC和SiN基復(fù)合材料。憑借密度較小(僅為高溫合金的1/31/4),力學(xué)性能較高,耐磨性及耐腐蝕性好等優(yōu)點,陶瓷基復(fù)合材料,尤其是纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料,已經(jīng)開始應(yīng)用于發(fā)動機(jī)高溫靜止部件(如噴嘴、火焰穩(wěn)定器),并正在嘗試應(yīng)用于燃燒室火焰筒、渦輪轉(zhuǎn)子葉片、渦輪導(dǎo)流葉片等部件上。3.2. 火箭發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

10、由于火箭發(fā)動機(jī)噴管壁受到高速氣流的沖刷,工作條件十分惡劣,因此C/C最早用作其噴管喉襯,并由二維、三向發(fā)展到四向及更多向編織。同時火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計者多年來一直企圖將具有高抗熱震的Ct /SiC用于發(fā)動機(jī)噴管的擴(kuò)散段,但Ct的體積分?jǐn)?shù)高,易氧化而限制了其廣泛應(yīng)用,隨著CVD、CVI技術(shù)的發(fā)展,新的抗氧化Ct /SiC及C- C/SiC必將找到其用武之地。Melchior等認(rèn)為C纖維CMC、陶瓷纖維CMC以及C/C復(fù)合材料,特別是以SiC為纖維或基體的CMC抗氧化,耐熱循環(huán)和燒蝕,是液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室和噴管的理想材料,并進(jìn)行了總數(shù)為31個的長達(dá)20 000 s的燃燒室和噴管點火試驗,內(nèi)壁溫度高達(dá)1

11、732,一個600 kg發(fā)動機(jī)成功地點火七次,溫度為1449。目前為解決固體火箭發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)承載問題,美國和法國正在進(jìn)行陶瓷纖維混合碳纖維而編織的多向(6向)基質(zhì)、以熱穩(wěn)定氧化物為基體填充的陶瓷復(fù)合材料。SiC陶瓷制成的喉襯、內(nèi)襯已進(jìn)行多次點火試驗。今天作為火箭錐體候選材料的有A12O3、ZrO2、ThO2等陶瓷,而作為火箭尾噴管和燃燒室則采用高溫結(jié)構(gòu)材料有SiC、石墨、高溫陶瓷涂層等。4. 衛(wèi)星和宇航器上的應(yīng)用衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的輕型化對衛(wèi)星功能及運載火箭的要求至關(guān)重要,所以對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求很嚴(yán)。國際通訊衛(wèi)星VA中心推力筒用碳纖維復(fù)合材料取代鋁后減質(zhì)量23 kg(約占30%),可使有效載荷艙增加45

12、0條電話線路,僅此一項盈利就接近衛(wèi)星的發(fā)射費用。美、歐衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量不到總質(zhì)量的10%,其原因就是廣泛使用了復(fù)合材料。目前衛(wèi)星的微波通訊系統(tǒng)、能源系統(tǒng)(太陽能電池基板、框架)各種支撐結(jié)構(gòu)件等已基本上做到復(fù)合材料化。我國在“風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星”及“神舟”系列飛船上均采用了碳/環(huán)氧復(fù)合材料做主承力構(gòu)件,大大減輕了整星的質(zhì)量,降低了發(fā)射成本。5. 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用方向目前，復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用已非常廣泛，但在20世紀(jì)90年代初復(fù)合材料市場曾一度陷入低靡，究其原因是由于復(fù)合材料設(shè)計制造的復(fù)雜性造成了成本壁壘，人們開始認(rèn)識到只有重視性能和成本的平衡，才能使復(fù)合材料展現(xiàn)輝煌。隨著復(fù)合材料先進(jìn)技術(shù)的成熟

13、，使其性能最優(yōu)和低成本成為可能，大大推動了復(fù)合材料在飛機(jī)上的廣泛應(yīng)用。本文在介紹國外復(fù)合材料在飛機(jī)上廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對作為技術(shù)保障的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行了分析研究。從國外情況看，各種先進(jìn)的飛機(jī)都與復(fù)合材料的應(yīng)用密不可分，復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位已成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。下面介紹復(fù)合材料在飛機(jī)上應(yīng)用的發(fā)展趨勢。5.1. 復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量日益增多復(fù)合材料用量通常用其所占飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的百分比表示，縱觀復(fù)合材料在民機(jī)上的發(fā)展情況發(fā)現(xiàn)，無論是波音公司還是空中客車公司，隨著時間推移，復(fù)合材料的用量都呈增長趨勢。最具代表意義的是空客公司的A380 客機(jī)和波音公司

14、最新推出的787客機(jī)。在A380上僅碳纖維復(fù)合材料的用量就達(dá)32t左右，占結(jié)構(gòu)總重的15%，再加上其他種類的復(fù)合材料，估計其總用量可達(dá)25%左右。787上初步估計復(fù)合材料用量可達(dá)50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了A380。另外，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趨勢。5.2. 應(yīng)用部位由次承力結(jié)構(gòu)向主承力結(jié)構(gòu)過渡飛機(jī)上最初采用復(fù)合材料的部位有艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過渡。從1982年開始用復(fù)合材料制造飛行操縱面（如A310-200飛機(jī)的升降舵和方向舵），空客公司在主承力結(jié)構(gòu)上使用復(fù)合材料已有20多年的經(jīng)驗。在A380上采用的碳纖維復(fù)合材料大型構(gòu)

15、件主要有中央翼盒、翼肋、機(jī)身上蒙皮壁板、機(jī)身后段、機(jī)身尾段、地板梁、后承壓框、垂尾等，大量的主承力結(jié)構(gòu)都采用了復(fù)合材料。787復(fù)合材料的應(yīng)用則更讓世人矚目，其機(jī)身和機(jī)翼部位采用碳纖維增強(qiáng)層合板結(jié)構(gòu)代替鋁合金;發(fā)動機(jī)短艙、水平尾翼和垂直尾翼、舵面、翼尖等部位采用碳纖維增強(qiáng)夾芯板結(jié)構(gòu);機(jī)身與機(jī)翼銜接處的整流蒙皮采用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。與A380 相比其用量更大，主承載部位的應(yīng)用更加廣泛，這將是世界上采用復(fù)合材料最多的大型商用噴氣客機(jī)。5.3. 復(fù)合材料在復(fù)雜曲面構(gòu)件上的應(yīng)用越來越多飛機(jī)上復(fù)雜曲面零件很多，復(fù)合材料的應(yīng)用也越來越多，比如A380機(jī)身19段、19.1段和球面后壓力隔框等均為采用復(fù)合材

16、料的具有復(fù)雜曲面的大尺寸受力組件，分別采用纖維鋪放技術(shù)和樹脂膜滲透（RFI）工藝制造。在大型復(fù)雜曲面構(gòu)件上應(yīng)用復(fù)合材料最典型的例子，當(dāng)屬洛克希德馬丁公司在JSF項目中的復(fù)合材料進(jìn)氣道。采用纖維鋪放技術(shù)制造的JSF 進(jìn)氣道，通道截面沿S形軸線由矩形向圓形過渡，同時直徑逐漸變小，形狀非常復(fù)雜。該進(jìn)氣道由4部分碳環(huán)氧復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組成，采用夾芯結(jié)構(gòu)增強(qiáng)剛度，實現(xiàn)減重并降低了成本。在復(fù)雜曲面輪廓上應(yīng)用復(fù)合材料存在潛在的制造變形問題，與鋪層邊界吻合的復(fù)雜曲面的鋪層展開形狀難以確定，更嚴(yán)重的是鋪層甚至無法展開，在設(shè)計制造方面具有很大的難度，該類零件的設(shè)計具有挑戰(zhàn)性。5.4. 構(gòu)件向整體成型、共固化方向發(fā)展飛

17、機(jī)上大量采用復(fù)合材料的一個主要目的就是減重，而復(fù)合材料構(gòu)件的共固化、整體成型能夠成型大型整體部件，可以明顯減少零件、緊固件和模具的數(shù)量。減少裝配是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)減重的重要措施，也是降低成本的有效方法。構(gòu)件整體成型最有代表性的例子是Premie商務(wù)機(jī)采用纖維鋪放技術(shù)制造的整體成型機(jī)身結(jié)構(gòu)。該機(jī)身厚度為20.6mm，采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為面板的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，消除了傳統(tǒng)鋁制機(jī)身中需要的桁條和框架，由此比相同尺寸的飛機(jī)增加了33% 的客艙空間，并帶來了25%的減重。Premie商務(wù)機(jī)的機(jī)身只有兩個整體成型的部件構(gòu)成，整個機(jī)身質(zhì)量小于273kg，而同樣大小的鋁合金機(jī)身結(jié)構(gòu)將包括加強(qiáng)筋、框架、艙壁、外蒙

18、皮等，零部件數(shù)目超過3000個，質(zhì)量至少為454kg。零部件數(shù)目的減少在很大程度上縮短了生產(chǎn)周期，減少了在制造和裝配部件過程中的工時，從而大幅度降低成本。然而，當(dāng)越來越多的功能被集成到單一部件中時，復(fù)雜程度大大增加，使設(shè)計和制造具有更大難度，需要設(shè)計的創(chuàng)新以及制造集成零件的先進(jìn)技術(shù)來保證。6. 技術(shù)保障由于復(fù)合材料設(shè)計制造的獨特性，設(shè)計、材料、工藝要求一體化以及在主承力結(jié)構(gòu)、復(fù)雜曲面輪廓上應(yīng)用復(fù)合材料和構(gòu)件整體成型所帶來的問題，使復(fù)合材料構(gòu)件的成本、性能都受到影響。大量復(fù)合材料的應(yīng)用具有很大的挑戰(zhàn)性，必須以先進(jìn)的復(fù)合技術(shù)作為技術(shù)保障，主要包括復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計、先進(jìn)制造技術(shù)以及設(shè)計、制造一體化

19、等。6.1. 復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計在復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計、制造環(huán)境下進(jìn)行復(fù)合材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋪層設(shè)計、鋪層展開以及制造數(shù)據(jù)準(zhǔn)備等工作，復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件是不可缺少的工具。目前世界領(lǐng)先的復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件有CATIA CPD(CATIA-CompositeDesign)模塊和VISTAGY 公司開發(fā)的FiberSIM 軟件。前者與CATIA系統(tǒng)全面集成，后者亦能完全集成到CATIA、Pro/E 以及UG 等CAD 軟件中。復(fù)合材料設(shè)計/制造軟件與已有CAD 系統(tǒng)的集成提供了高效的復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計/ 制造工具。復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計不僅包括構(gòu)件的幾何建模，更為關(guān)鍵的是體現(xiàn)制造信息的鋪

20、層設(shè)計。復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計分為初步設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和制造準(zhǔn)備3個階段。在初步設(shè)計階段，先采用三維CAD 軟件構(gòu)建三維數(shù)字樣機(jī)，定義構(gòu)件的形狀以及定位特征，以便在其工裝設(shè)計以及數(shù)字化裝配中應(yīng)用。在幾何建模的基礎(chǔ)上，定位構(gòu)件的結(jié)構(gòu)區(qū)域，完成層合板的定義。初步設(shè)計之后，進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計階段。依據(jù)分析軟件的區(qū)域劃分以及各區(qū)域的詳細(xì)鋪層定義數(shù)據(jù)，設(shè)計者定義構(gòu)件的鋪層集以及鋪層集中的每一個鋪層，包括幾何輪廓、鋪設(shè)角度、輔設(shè)順序、材料類型、參考坐標(biāo)系、相鄰鋪層集之間的鋪層遞減信息以及鋪層集中鋪層數(shù)目的定義等。完成鋪層定義后，利用鋪層分析工具對定義好的鋪層進(jìn)行分析，如指定位置的夾芯檢查、剖切面檢查以及重量和面積計算

21、等，檢驗實際鋪層與預(yù)期鋪層定義的差別，并指導(dǎo)鋪層的修改。復(fù)合材料的制造準(zhǔn)備階段完成材料余量定義、三維實體生成、鋪層展開以及技術(shù)文檔的自動生成等。一旦設(shè)計者對鋪層幾何感到滿意，一方面生成構(gòu)件的三維實體以便在數(shù)字化預(yù)裝配、工裝設(shè)計等過程中應(yīng)用；另一方面將構(gòu)件的三維實體模型逐層展開，生成鋪層展開數(shù)據(jù)，為制造應(yīng)用做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。設(shè)計信息在模型內(nèi)定義后，使用復(fù)合材料設(shè)計/制造軟件基于三維CAD 模型可以自動生成工程圖紙、材料表、工藝流程卡、鋪層頁、箭標(biāo)、鋪層表等，是指導(dǎo)復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)和裝配的依據(jù)。一旦設(shè)計模型有所改動，文檔自動更新以適應(yīng)變化，極大縮短了設(shè)計時間。6.2. 復(fù)合材料設(shè)計、制造一體化除上述的數(shù)

22、字化設(shè)計功能之外，復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件還提供數(shù)據(jù)接口以聯(lián)系設(shè)計和制造環(huán)節(jié)，使制造與設(shè)計定義直接結(jié)合，實現(xiàn)設(shè)計、制造的一體化。三維模型建好以后，一邊用于工裝的設(shè)計制造，一邊輸入復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件完成基于三維模型的鋪層展開。鋪層展開數(shù)據(jù)進(jìn)一步提取通過數(shù)據(jù)接口生成下料機(jī)專用的排樣下料文件、直接支持Virtek和General Scanning激光投影系統(tǒng)的激光投影編碼（或提供中介APT 格式文件）以及用于纖維鋪放的鋪層文件等，通過數(shù)據(jù)接口將上述文件信息分別輸入到排樣系統(tǒng)、自動剪裁機(jī)、激光鋪層定位系統(tǒng)和纖維鋪放機(jī)等制造設(shè)備，自動進(jìn)行優(yōu)化排樣、下料、各鋪層精確定位以及纖維鋪放等。復(fù)合材料設(shè)計、制造一體化實現(xiàn)了零件三維模型到制造的無縫集成，極大地減少了不準(zhǔn)確的鋪層尺寸和鋪設(shè)方向，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時自動切割和優(yōu)化排樣減少了材料浪費，激光鋪層定位消除了手工切割樣板和手工鋪層樣本，降低了成本。6.3. 復(fù)合材料先進(jìn)制造技術(shù)傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造技術(shù)自動化程度低，致使復(fù)合材料構(gòu)件存在質(zhì)量分散性大，生產(chǎn)成本居高不下等問題。近年來出現(xiàn)的各