第28卷第6期 2009年6月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALS CHINA
Vol.28No.6 Jun.2009
树脂基复合材料自动铺放技术进展
肖军，李勇，文立伟，齐俊伟，王显峰（南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏南京210016）
摘要：提要介绍了树脂基复合材料自动铺放成型技术的原理、特点和国外技术及应用概况，详细介绍了国内复合材料自动
销放成形技术的研究进展，提出了国内自动辅放技术研究的关键间题及研究建议。关键词：大型飞机：先进复合材料；自动铺放
中图分类号：TQ322.4；TB332文献标识码：A文章编号：16743962(2009)06-0028-05
Progress of Automated Placement Technology
forPolymerComposites
XIAO Jun,LIYong,WENLiwei,QI Junwei,WANGXianfeng
(College of Material Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016, China) Abstract: The technology and applications of automated placement are described. Domestic technological progress of
automated placement is introduced in detail, and corresponding key problems and suggestions are put forward. Key words:commercial aircraft;advanced composites; automated placement
1前言
用于航空航天器的先进复合材料构件主要采用热压赚成型技术制造。自动铺放是替代预没料人工铺叠，提高质量和生产效率的重要手段。根据预浸料形态，自动铺放可分为自动铺带与自动铺丝两类：自动铺带（Tape laying）采用有隔离衬纸单向预浸带（25~300mm），多轴机械臂（龙门或卧式）完成铺放位置定位，铺带头自动完成预浸带输送剪裁、加热铺叠与辑压，整个过程采用数控技术自动完成（图1a）。自动铺丝（Fiberplace ment)采用多束（最多可达32根）预浸纱/分切的预浸窄带（3~25mm），分别独立输送、切断，由铺丝头将数根预浸纱在压辑下集束成为一条宽度可变的预浸带（宽度通过控制预浸纱根数调整）后铺放在芯模表面，加热软化预浸纱并压实定型（图1b）。自动铺带与自动铺丝的共同特点是自动化高速成型，质量可靠，主要适于大型复合材料构件成型：其中自动铺带主要用于小曲率曲面构件（如翼面、壁板）的自动铺叠，由于预浸带较宽，以高效率见长：而自动铺丝侧重于实现复杂形状双曲面（如机身、翼身融合体），适应范围宽，但效率逊于前
收稿日期：200905-20
通信作者：肖军，男，1959年生，教投
者。自动铺放技术是数控机床技术、CAD/CAM软件技术和材料工艺技术的高度集成。
Equi-widf
p
Mold
a. Automatic laying tape
Fiber placement head
iber storage box
Spindle head box
Tallstoc
Transporting tape Cutting
Prepregnated fib
:Independen ndependentct
Mold
Prepregnated ta Carbtrancshanoe
b. Automatic laying fibers
图1自动辅带与自动销终技术原理
Fig, 1Scheme of tape laying and fiber plaeement
自动铺放源于上世纪60年代，在美国空军实验室支持下起步，后经ACT、CAI(计算机辅助设计）等计划支持，迅速发展：自动铺带机、自动铺丝机、各种预浸带/纱已经形成系列产品供应，用于多种航空航天器制