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航空模压成型工艺

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航空模压成型工艺为追求轻质商用飞机 ,一个最新开启的前沿是飞机内部托架的轻质生产,其中许多托架都是长型材形式的。 这些重要的但不经常被见到的飞机组装部件—— C 形通道、 H 形梁、 U 型剖面、 L 形和 T 形桁条、以及空心梯形桁条,长期以来都是由铝制成的。模压成型,一个与汽车和工业 复合材料 关系更紧密的加工工艺,将改变这种铝制托架的局面。模压成型(CCM) ,是一个自动的半连续加工过程,可以将增强的可作热压成形的输入料带入到模具中,然后制作有效的无限长的异形型材和平面板。由一人操作, 该计算机控制过程生产产品的速度,与拉挤成型的生产速度接近,异形型材的生产速度高达40 米/小时( 131 英尺 /小时),而平面板的生产速度高达91 米/小时( 300 英尺 /小时)。左边为 CCM 异形型材 生产线 ,右边为 CCM 平面板生产线。这两条生产线都是自动化 的,由一人操作。每一条生产线都具备电脑控制喂料、挤压、切割和堆积功能。不像热塑性拉挤成型,热塑性树脂在模具中被注入到干纤维中去,模压成型采用的输入料,与航空 环氧预浸料相似,是高均衡的、 用高端热塑性塑料浸渍过的连续纤维增强材料,包括聚醚醚酮 (PEEK) 、PEKK 、聚醚酰亚胺( PEI )和聚苯硫醚( PPS )。对于非航空应用而言,聚丙烯( PP)和其他工程塑料是常见的基体材料。由此产生的热塑性结构具备了航空级别的优质质量,不可用的部分通常少于1%(已通过层压显微照片得到证实),而对于经热压处理的复合材料而言,要求不可用的部分少于2%。Xperion 公司已经采用模压成型工艺,为用于固定空客A330/A340飞机室内侧壁板的碳纤维 /聚醚酰亚胺横杆扣件装置,制作长型材和托架(如本图所示)。目前为止, 商业产品的制作已经使用碳纤维或玻璃纤维(尽管他们可以由芳纶或其它纤维制成),其中包括高负荷结构构件,比如,用来固定空客A330/A340飞机室内侧壁板的碳纤维/聚醚酰亚胺横杆扣件装置。CCM 制造商 Xperion Aerospace GmbH公司(位于德国黑尔福德)表示,已经生产出3 万多个这样的扣件,这些复合材料扣件代替了传统的铝制扣件,重量减轻约50% ,生产成本降低了21% ,两年后,部件拒绝率将小于0.1% 。工艺历史模压成型 (CCM) 不是一种新型工艺,20 世纪 90 年代初, Dornier 飞机制造公司 (位于德国)的 Ulrich Spelz —— 一位热塑性复合材料(TPC) 先驱,开发了此工艺并获得了专利。1999 年,...

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