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復(fù)合材料成型向整體化方向發(fā)展
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 2023-10-19

發(fā)展復(fù)合材料整體成型是指采用復(fù)合材料的共固化、共膠接、二次膠接或液體成型等技術(shù)和手段，大量減少零件和緊固件數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到制造一體化成型的相關(guān)技術(shù)。

在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，充分利用了固化前復(fù)合材料靈活性的特點(diǎn)，將幾十甚至上百個(gè)零件減少到一個(gè)或幾個(gè)零件，減少了結(jié)構(gòu)的分段和對(duì)接從而大幅減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因制備先進(jìn)復(fù)合材料的原材料價(jià)格較高，減輕質(zhì)量直接帶來(lái)成本的降低。

在航空航天復(fù)合材料承力結(jié)構(gòu)的機(jī)械連接中所用的緊固件多為鈦合金，成本較高；施工中鉆孔和锪窩難而慢，須用特殊刀具，容差要求嚴(yán)、成本高；裝配中要注意防止電化腐蝕，必須濕裝配，耗時(shí)費(fèi)力、成本高。整體成型技術(shù)可以成數(shù)量級(jí)地減少緊固件的使用量，大幅降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量，同時(shí)，能減少原料、加工、裝配等成本，進(jìn)而降低制件總成本。

航空復(fù)合材料整體成型的杰出代表是美國(guó)第五代戰(zhàn)斗機(jī) F-22，通過(guò)一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將 11,000個(gè)金屬零部件減少為 450 個(gè)，600個(gè)復(fù)合材料零部件減少為 200 個(gè)，135,000 個(gè)緊固件減少為 6,000 個(gè)，不僅顯著減少工序、減輕重量、降低成本，而且還有利于部件間的融合設(shè)計(jì)，是復(fù)合材料成型技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

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