中航研发新一代复合材料技术 成果达国际先进水平

　　自成立以来，中航工业复材作为中航工业复合材料研发及工程化应用研究以及技术成果孵化和转移的平台，主要负责探索研究、预先研究、型号攻关和型号工程化研究工作，使“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代”四个一代技术有机衔接。中航工业复材承担着国家和国防的重要科研生产项目，涉及基础研究、应用研究、型号任务和军品生产，同时将航空复合材料技术应用到民用领域，重点发展了汽车及轨道交通复合材料零部件。

　　先进复合材料设计制备至关重要。中航工业复材自主开发多种高性能树脂体系、多型国产碳纤维预浸料、高性能芳纶纸蜂窝等夹芯材料等一系列先进复合材料体系，为形成我国自主知识产权大型民机复合材料应用奠定了基础，实现了军用关键材料的自主保障。

　　先进复合材料制备技术实验研究，离不开材料表征技术的支持。中航工业复材在复合材料测试表征与检测方面，拥有30余年的研究积累和技术成果积累，先后承担了近100项复合材料测试表征与检测方面的研究与应用及配套支撑项目。中航工业复材专门配备了测试验证技术平台，为新型复合材料的研究开展打下了良好的基础。中航工业复材材料表征技术方面先进技术主要有：复合材料成分微结构及理化表征技术、复合材料使用性能测试表征技术、复合材料无损检测与评估技术、复合材料服役环境结构模拟分析技术。例如，在无损检测方面，中航工业复材研制的FJ系列窄脉冲换能器以其优异的声学性能解决了复合材料无盲区检测的需求，达到了同类产品世界领先水平，另外还开发了多型号便携式超声设备和大型多通道超声无损检测设备满足复合材料结构内外场服务的需求。

　　复合材料制备过程中，材料制备的可控性及质量稳定性控制非常关键。为实现复合材料制备的质量稳定性控制，中航工业复材首先通过完善的技术管理规范，提高了复合材料的技术成熟度和制造成熟度。不同部门承担不同材料应用成熟度阶段的工作，以确保材料和半成品的批产稳定。同时，将信息化技术融合到复合材料制造过程，从人、机、料、法、环、测全面监控产品的质量稳定性。中航工业复材开展了复合材料成形数字化车间项目，该车间的形成对复合材料制备的质量稳定性具有显著意义。中航工业复材的复合材料结构数字化自动化制造以复合材料设计制造平台和复合材料数字化制造设备为软硬件基础，从根本上改变了传统复合材料的制造方式，通过采用数字量形式对产品进行全面描述和数据传递，实现了设计与制造之间数据的无缝集成，并越来越体现复合材料设计制造一体化的特点。这使得复合材料结构设计制造效率大大提升，明显降低了成本，尤其是提高了制造质量稳定性，如使用自动铺放技术可提高制造精度，自动铺放精度一般可达1.2～1.5mm之内，最佳精度可达0.76mm以内，而人工铺放一般为3mm左右，使用自动铺层技术，铺放、滚压等制造工艺过程都是由程序自动控制，重复性与一致性好，质量稳定。

　　在技术方面，通过优化研究出新材料典型航空构件制造的全套工艺，并通过充分的验证，确保航空构件批产稳定和服役过程的安全可靠。中航工业复材还针对大飞机结构材料的设计制造开展了复合材料成形数字化车间项目，通过采用数字量形式对产品进行全面描述和数据传递，对复合材料制备的质量稳定性具有显著意义。

　　复合材料加工成型是实现材料应用的关键步骤。中航工业复材开展了新一代复合材料大型结构整体化制造技术和设备研发，形成了相关的制造技术标准和规范。在制造技术方面，研发了多种先进复合材料构件制造技术，如热压罐、RTM、RFI、VARI等成型技术，以及自动铺带和自动铺丝等自动化制造技术，将有力支撑复合材料航空结构件的研制。与此同时，针对相关技术难点，中航工业复材开发出许多关键技术方法。例如，拥有具有自主知识产权的复合材料增韧技术—离位增韧和相迁移增韧，显著提高了复合材料的韧性，采用该技术的国产高韧性复合材料的韧性水平已与当前国外同类高韧性复合材料的水平相当；“零吸胶、常温加压”预浸料工艺，特别适于大型复合材料构件的制造，其产品具有良好的质量稳定性和一致性，达到当前国际先进水平。此外，中航工业复材开发了包括低压真空成型和液态成型在内的低成本成型工艺及其配套的树脂体系。

　　未来，为了进一步推进复合材料与加工技术的发展，中航工业复材确立了自身在航空复合材料技术领域主要发展目标：建立完善飞机树脂基复合材料技术体系；建立航空发动机树脂基复合材料技术体系；拓展结构/功能一体化复合材料技术优势；突破结构陶瓷基复合材料的工程化技术和结构/功能陶瓷基复合材料关键技术；建立发展复合材料自动化制造技术规范，显著提高产品性能和降低复合材料产品制造成本；建立复合材料前沿性、基础性技术研究创新平台。从而更好地发挥自身引领国内航空复合材料技术的发展，为复合材料设计提供支撑和为生产企业提供服务的重要作用。（蔡良元　李宏运）