2007年国外航空制造技术综述
8页1、2007年国外航空制造技术综述2007年航空工业军机生产进入稳定发展阶段,随着具有代表性的F-22、F-35、A400M飞机进入小批量生产和试飞阶段,其制造技术的创新集中在进入批量生产前的提高生产率、降低成本且缩短周期上。而随着民机工业的兴起,尤其是波音公司和空中客车公司相继推出的新项目B787和A350飞机的竞争,使民机制造技术发展进入了新阶段。不仅复合材料在民机应用中得到巨大提升,而且相关的新材料新技术也不断涌现,尤其是在项目全寿命周期内数字化技术的应用和总装生产线的改造集中反映了航空制造技术的最新发展。此外,对于航空传统技术的基础性研究一如继往地进行着,成形、检测、表面工程等技术获得进一步开发,不仅提高了生产率、改善了环境适应性,而且解决了越来越复杂的结构件制造问题,从而为这些技术在航空工业的扩大应用开辟了广泛的前景。1. 激光辅助加工技术将降低发动机零件制造成本西维吉尼亚高技术联盟公司和NASA联合投资,由Aurora飞行科学公司(AuroraFlightSciences)实施的激光加工轻量碳化硅陶瓷基复合材料(CMC)项目正在进行当中。CMC主要用于火箭及涡轮发动机的高温结构
2、件,代替镍、铬和钛合金,能够减重50%。Aurora公司称,在项目中将开发一种技术极大减少CMC零件精加工的时间。该工艺方法是:在使用先进的刀具去除零件之前,激光器将零件表面加热到540oC(1,000oF),使脆性的CMC材料刚好软化。这种工艺可以制造用目前磨削工艺无法生产的几何形状更为复杂的零件。这项工作将在Aurora公司位于西维吉尼亚的工厂进行。该项目还将受到堪那斯州立大学以及发动机制造商GE航空公司的援助。Aurora公司将制造火箭及涡轮发动机上的典型CMC零件,并对其进行试验,以确定激光辅助加工的效果。2. GKN航宇公司交付A400M第一个全复合材料机翼大梁GKN航宇公司是航宇市场中供应复合材料结构件的独立供应商,它拥有先进的复合材料工厂(ACF)是目前世界上研究和生产最先进复合材料结构件的工厂之一。它在年初交付了第一个A400M军用运输机的全复合材料机翼大梁。该零件长20m,是大型军用运输机机翼第一次将碳纤维复合材料应用于主要承力构件。A400M机翼有两个前梁和两个后梁,每根梁分为两部分,采用创新的连接方法使重量达到最小。在制造过程中采用了最新的自动铺带技术,创新的双隔
3、板成形工艺以及高精度的加工机床,使梁的容差达到0.25mm。3. 熔模铸造用于更复杂的飞控零件Alcoa公司的HowmetProducts公司以及ServicesTi-Cast工厂制造了飞行控制装置上的一种包括了空心的蜿蜒通道、紧凑且不对称多种形式结构的熔模铸件,该零件是迄今为止制造的最复杂的熔模铸造零件。该零件选用了钛合金并且采用熔模铸造工艺使飞行控制结构零件轻重量和高强度完美结合,而且实现了经济可承受性。原来这个零件采用实体坯料应用多种加工方法才能完成,不仅耗时而且成本高。4. 波音公司数字化技术应用进入新的阶段波音787项目是第一次在如此大尺寸且复杂的项目上应用3D模型与仿真技术,而且从项目的一开始到生产再到产品保障都采用了该技术。波音公司在达索系统公司提供的虚拟设计(CATIA)和协同技术(ENOVIA)基础上,又应用了达索系统公司提供的DELMIA软件包,与它的合作伙伴建立了制造工艺仿真环境,从而在真正实施制造计划前可进行仿真和确定完善的787制造工艺。波音公司采用准确的3D零件和装配工装模型确定的生产计划和生产线布局极大减少了787项目中的返工现象。这种数字化制造环境生成了
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