复合材料成型技术

３．１　热塑性复合材料体系特点及性能

高效率、低成本已是未来复合材料成型工艺的新发展方向，也是我国航空复合材料领域实现“双碳”目标和绿色航空的必由之路。

国内在此类成型技术的工艺原理、实验应用等领域取得了一定成果，但还存在一定差距，结合国内外发展，提出以下建议：

１、模压快速成型技术尤其在航空结构小零件的应用及制造有很大优势，未来需要重点研究快速固化模压树脂体系及预浸料，

固化时间要小于３０ｍｉｎ，材料工艺性良好，满足自动铺放等自动化生产需求，还需具备优异的耐温性和力学性能，满足航空

主次承力结构需求；

另一方面，要建立模压自动化生产线，通过ＰＬＣ控制系统实现物料出库、下料设备、成型设备、转移设备、切割设备、检测设备

等的集成，实现机械臂上料、机械臂取件转移、产品切割打孔、无损检测等功能，配合报警系统和网络监测系统，保证自动化生

产线的生产效率、安全性和可靠性；

小尺寸零件预制体的快速铺贴成型，可以通过热隔膜成型、机械热成型等实现预浸料平板毛坏的赋形，重点研究模具温度、压实

速率对预制体成型质量的影响，抑制纤维扭转和褶皱的产生，实现快速铺贴。

２、液体成型技术的发展首先还是先进树脂体系的开发，要求注射温度下具有较低的粘度，通常小于１０Ｐａ·Ｓ，且具备较高的玻璃

化转变温度和优异的湿热性能，韧性和损伤容限满足航空主承力结构的应用；

另一方面是开发干纤维自动铺放技术，如Ｍ２１Ｓ机翼通过ＡＤＦＰ干纤维自动铺放预成型有效提高了最终制件的纤维体积含量，实现

ＲＴＭ结构件由次承力逐渐转为主承力结构；

成型过程中还可以通过固化过程仿真、工艺过程数值模拟、固化变形仿真及控制、压力传递等模拟手段监测，采用ＰＡＭ－ＲＴＭ等软

件针对不同树脂反应体系选择合适的数学模型进行描述，对固化过程中热量传递、树脂流动填充、纤维密实、气泡产生迁移进行实

时监测，实现多物理场及多尺度下的耦合计算，提高产品合格率。

３、随着国际越来越多的飞机型号成功应用热塑性复合材料及其焊接技术，验证了热塑性复合材料成型技术在民用飞机结构制造的可行性。

目前，有望在未来国产大飞机上看到热塑性复合材料的身影。因此，我国函需建立完整的技术体系，填补关键技术空白，继续解决

热塑性复合材料体系的开发、成型工艺规范的制定、形成各类材料标准及焊接工艺规范，建立焊接及焊缝质量的评价方案及标准、开

发连续自动化焊接设备等。