复合材料先进制造技术成熟度分析
先进复合材料构件成型模具和工装技术的研究
先进复合材料构件成型模具和工装技术的研究随着科学技术的发展，先进复合材料具有更为广阔的发展空间，市场对其要求随之增加。
基于此，本文将先进复合材料作为研究对象，对其构件成型模具及工装技术进行了分析，首先阐述了先进复合材料构件成型模具及工装结构形式，然后分析了模具及工装的设计技术，最后介绍了几种先进复合材料构件成型模具和工装材料，以期为相关研究提供理论参考。
标签：复合材料;组合模具;泡沫碳0 前言就目前的技术水平而言，飞机制造中先进复合材料的应用十分广泛，逐渐成为继铝、钢及钛之后的第四大航空结构材料。
相关数据统计表明，在A380中先进复合材料的应用重量占据总重的25%;在B7B7中占据的比例为50%;在A350XWB中占据的比例为52%。
但是在先进复合材料的应用中，对构件成型工艺及工装技术的要求相对较高。
1 先进复合材料构件成型模具和工装的结构形式1.1 组合模具组合模具的原材料为金属，包括上下两个半模，常用于模压成型、注射模成型以及压机成型等成型方式中。
组合模具具有三种加热方式：（1）压盘传导加热方式;（2）热源加热方式;（3）内置模具加热系统。
技术人员可以根据具体的先进复合材料需求，选择最佳的加热方式[1]。
1.2 框架性模具框架性模具主要通过格栅结构的应用，进行构件成型模具的制造，这一模具结构形式可以有效提升构件成型模具的局部及整体刚度，从而避免模具出现变形问题。
与此同时，框架性模具能够显著提升模具型面的加热效率，保障先进复合材料的质量。
1.3 其他模具先进复合材料构件成型模具还包括连续成型模具、整体式模具以及易变形模具等多种形式。
其中，连续成型模具主要通过拉挤或者挤压方式完成材料加工;整体式模具主要用于制造尺寸较小或者以石墨为材料的先进复合材料;易变形模具主要是指不同物理状态可以呈现出不同形态的模具。
2 先进复合材料构件成型模具和工装的设计在设计方面，先进复合材料构件成型模具和工装不同于传统用具，必须考虑新材料的热匹配问题，且十分强调设计的精度。
复合材料可行性分析
复合材料可行性分析引言复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的，在宏观上具有新的特性和性能的材料。
由于其轻质、高强度、抗腐蚀等特点，复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
本文将对复合材料的可行性进行分析。
1. 技术可行性复合材料制造需要先进的技术和设备，包括纤维增强材料的制备、预浸料的制备、复合材料成型和固化等工艺。
这些技术的可行性对于复合材料的应用至关重要。
目前，复合材料制造已经取得了一系列重大突破，例如预浸料技术和自动化生产线的建设，大大提高了复合材料的生产效率。
因此，从技术层面上来说，复合材料具备一定的可行性。
2. 经济可行性复合材料的生产相较于传统材料的生产存在一定的成本差异，主要体现在材料成本、制造成本和设备投资等方面。
然而，随着复合材料技术的进步和产能的提升，其成本逐渐下降，开始逐渐替代传统材料。
同时，复合材料的优异性能和长寿命使其在运营和维护成本上具备较大的优势。
因此，从经济角度考虑，复合材料在许多应用领域都具备较高的可行性。
3. 环境可行性与传统材料相比，复合材料具备较低的密度和高的比强度，因此需要更少的材料来完成相同的工作，从而减少了资源消耗和碳排放。
此外，复合材料具有耐腐蚀、抗老化等特性，可以延长使用寿命，减少对环境的负面影响。
因此，从环境可行性的角度来看，复合材料是一种较为可行的选择。
4. 应用领域可行性复合材料的特性使其在多个领域具备广泛的应用前景。
在航空航天领域，复合材料由于其轻质高强的特点，可以减少飞机的燃油消耗，提高飞机的载荷能力。
在汽车领域，复合材料的使用可以减轻车身重量，提高燃油经济性和减少尾气排放。
在建筑领域，复合材料的抗腐蚀性能和耐用性使其成为一种理想的替代品。
因此，从应用领域可行性的角度来看，复合材料具备广阔的市场前景。
结论综上所述，复合材料在技术、经济、环境和应用领域上都具备一定的可行性。
虽然在某些方面仍然存在一些挑战，但是随着技术的不断进步和成本的降低，复合材料的应用前景将变得更加广阔。
2023年树脂基复合材料行业市场前景分析
2023年树脂基复合材料行业市场前景分析随着新材料技术的不断发展，树脂基复合材料行业已经成为了国内外关注的热点。
树脂基复合材料是指利用高强度的复合材料增强树脂材料，具有轻量化、高强度、高刚度等诸多优点，已经被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子、建筑、医疗、文化、体育、娱乐等众多领域，并逐步替代传统材料。
树脂基复合材料行业市场前景分析如下：一、市场规模不断扩大当前，全球树脂基复合材料市场规模已达到数千亿美元，未来预计仍将保持快速增长，其中北美、欧洲和亚太地区是市场发展的主要地区。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球树脂基复合材料的市场规模达到了1170亿美元，预计到2024年将增长到1710亿美元。
国内市场规模也在不断扩大，目前已超过600亿元人民币，预计到2025年中国市场将超过2000亿元人民币。
二、应用领域不断拓展树脂基复合材料的应用范围非常广泛，涵盖了多个领域。
在航空航天领域，树脂基复合材料被广泛应用，能够有效地降低航空器的重量，提高燃油效率；在汽车领域，树脂基复合材料可以大幅度减轻车身重量，进而带来更低的油耗和更高的安全性能；在建筑领域，树脂基复合材料被用于新型建筑材料的制造，具有良好的保温隔热性、防水透气性和抗冲击性；在体育器材制造领域，树脂基复合材料不仅轻盈耐用，而且可以用来加强器材结构，提高其表面质量和美观度。
因此，随着市场需求的增长和技术的不断进步，未来树脂基复合材料的应用领域将会更加广泛。
三、技术不断升级树脂基复合材料的发展一直面临着技术瓶颈。
但随着科学技术的不断进步，树脂基复合材料的生产技术正在逐渐成熟。
未来，随着先进制造技术的不断升级，如3D打印和机器人自动化等技术的应用，树脂基复合材料的生产效率将会大幅提高，技术也将更加成熟。
此外，具有环保、可再生和可降解性的树脂基复合材料的研发和生产也是未来发展的重点。
综上所述，树脂基复合材料市场有着广阔的市场空间，其中涵盖了多个领域。
先进轻质复合材料成形技术与装备开发与典型应用
先进轻质复合材料成形技术与装备开发与典型应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!先进轻质复合材料成形技术与装备开发与典型应用1. 背景介绍先进轻质复合材料成形技术在现代制造业中扮演着重要的角色，其作为一种新型材料，具有高强度、高刚度、低密度等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
基于TRL的航空复合材料技术成熟度评估
基于T R L的航空复合材料技术成熟度评估蓝元沛 关志东(上海飞机设计研究所,北京航空航天大学大型飞机高级人才培训班)摘要:结合积木式方法的实施步骤,提出基于T R L的航空复合材料技术成熟度评价方法。
此评价方法将先进复合材料技术成熟度分为九个等级,涵盖了复合材料从基础研究、工程研究到批量生产整个过程,其有效性通过对国内外一些航空复合材料新技术的成熟度评价得到证明。
飞机设计人员在飞机方案研制阶段对主承力结构进行选材时,可采用此方法对复合材料的技术成熟度进行评估,以降低型号研制的风险及复合材料的应用对型号研制进度的影响。
关键词:航空材料;先进复合材料;技术成熟度;技术完备等级;评价方法0 引言新材料特别是复合材料在飞机上的应用,不仅可以带来减重效果,而且还可以带来结构性能和功能、效能的改善以及运营成本下降的综合效益[1]。
因此,不管是新一代战斗机还是大型客机的研制,都需要应用先进复合材料以提高飞机的总体性能。
尽管复合材料在飞机主承力结构件上的应用可以减轻结构重量,减少全寿命期费用,但采用新材料或新的复合材料技术势必会增加飞机研制的风险。
波音787机身采用复合材料整体机身段新型技术,尽管可以减少零件和连接件的数量,显著减轻结构重量,但由于该机身段整体件关键技术问题影响了飞机适航认证和交付用户的进度,给波音公司带来了巨大的经济损失[2]。
可以认为,这是波音787飞机复合材料整体机身的技术成熟度不够高的问题。
飞机设计人员在飞机方案研制阶段对主承力结构进行选材时,需要对复合材料的技术成熟度进行评估,以确定是否选用复合材料以及复合材料的应用部位和比例。
美国国家航空航天局(N A S A)和美国国防部采用技术完备等级(T e c h n o l o g y R e a d i n e s s L e v e l s,简称T R L)方法,把先进材料的技术成熟度划分为9级,级别越高,成熟度越高。
一般先进材料完成预研后,技术成熟度大约达到3～4级的水平,达到6级成熟度以上的新材料可供型号选用[3～6]。
我国复合材料拉挤成型技术及应用发展情况分析
（ ５）可制造含 凹凸复 杂断面形 状 的制 品 ； （ ６）制品质量稳定 、外 观平滑 。
２ 我 国拉挤技术发展 的历程
２ ． １ 技术 源流
（ １ ）日、欧美有关拉挤成型的技术文献 ；
（ ２ ） 引进国外拉挤成型技术及生产线予我以启发和参考
据统 计我 国已引进英 国 Ｐ Ｕ Ｌ Ｔ Ｒ Ｅ Ｘ， 美国Ｐ Ｃ、Ｃ Ｐ Ｅ、Ｃ Ｐ Ａ、 Ａ ＤＶ ＡＮ Ｃ Ｅ Ｄ Ｃ Ｏ ＭＰ ＯＳ Ｉ Ｔ Ｅ Ｓ 、 Ｐ Ｕ Ｌ Ｔ Ｒ ＵＳ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ＯＬ ＯＧ Ｙ、Ｆ Ｉ ＢＥ Ｒ Ｆ Ｌ Ｅ Ｘ、Ｃ Ｏ ＡＳ Ｔ、Ｂ Ｒ Ｏ Ｔ Ｈ Ｅ Ｒ，意 大利 Ｔ ＯＰ Ｇ Ｌ ＡＳ Ｓ ，
（ ４ ）向深度和广度进军 （ 进入 ２ １ 世纪迄今 ）
拉绕 、在线编织拉挤、树脂注射浸渍、纤维预加张力 、拉挤非金属模具微波加热、钢模 具感应加热等技术已逐渐推广 。拉挤生产装备及其产品技术含量、附加值提升。面向国内外 两个市场 ，拓宽产品应用领域 。拉挤成套技术、拉挤产品已进入欧美 Ｆ Ｉ 等发达国家市场。
空部门等多家引用 ；制造了 ３ Ｏ台履带式拉挤机 ，惜未及时推广。
中意玻璃钢公司时任董事长岳红军主编的 《 玻璃钢拉挤工艺与制品》一书出版 ，这是国
内迄今唯一关于拉挤的专著 ，至今仍对拉挤技术进步起促进作用。
无锡一民营企业开发蔬菜大棚竿拉挤在线覆膜技术。
由武汉理工大学设计 、哈尔滨玻璃钢研究院与山东武城北方玻璃钢厂制生产的地铁接触 轨保护罩成功用于伊朗德黑兰地铁 。 多家拉挤产 品生产及设备制造企业兴起。
丹阳已有厂家生产 。悉江苏九鼎新材料公司与美国专家联合设计连续毡生产线 已投产 。九鼎 自己就生产拉挤型材，其连续毡谅必有 良好的工艺性等综合性能。 膨体纱有利于改善界面 、提高力学性能，亦可改善拉挤制品表面品质 ，国内引进加拿大
大型复合材料壁板先进制造技术及应用
大型复合材料壁板先进制造技术及应用李林【摘要】The large and integrative composite panels can not only reduce the plane weight, but also improve the plane performance, simplify assembly. Because of layup complexity in the large-sized co-cured composite part, it is dif-ficult for traditional molding technology and quality is unstable. With the theory of design for manufacture, DFM, and ap-plying the advanced digital manufacture technique to the composite part , it is a good method for solving the large-sized composite panel manufacture.%大型整体化的复合材料壁板会起到较好的减重效果,明显提升飞机的整体效能,简化装配工艺.大尺寸共固化的复合材料制件铺层结构复杂,传统成型工艺难度大,质量稳定性差,组合元件形位尺寸有偏差.随着设计制造一体化(DFM)理念的出现,先进数字化制造技术在复合材料零件制造方面的应用很好地解决了大尺寸复合材料壁板类零件制造的难题.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】5页(P105-109)【关键词】设计制造一体化;自动铺带;加热预成型;激光定位组合【作者】李林【作者单位】航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳 110850【正文语种】中文相较金属材料，复合材料有较好的比刚度、比强度、耐疲劳、抗冲击、耐腐蚀性能。
复合材料的制备及应用分析
复合材料的制备及应用分析复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的一种新型材料，它是一种将不同的材料进行合理地组合，以形成想要的特殊性能的新材料。
复合材料可以是纤维增强塑料，碳纤维增强复合材料等，由于其具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性、低密度等特点，已被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域，成为现代工业技术的重要组成部分。
一、复合材料制备技术复合材料的制备涉及到多种技术，其中包括纤维增强塑料成型、层板成型、铸造、钣金成型、注塑成型等多种方式。
其中，纤维增强塑料成型技术是一种应用最为广泛的制备技术。
1、手层叠加法手层叠加法是最简单的复合材料制备工艺，通常通过将预浸渍的纤维层一层层地叠加在模具中来制作成型件。
手层叠加法可以利用复合材料的线性材料特性，或选择适当的层厚度、叠加方向和纤维性质，从而获得所需的强度和刚度。
2、自动化层叠加法自动化层叠加法的原理与手层叠加法相同，但它使用的是自动化设备，其实现方式可以是各种，包括将预浸渍的纤维层喷涂到热压模具上、利用熔体将预先切割好的纤维增强材料纤维融合、自动化激光或者机械加工预渲染的纤维增强塑料等等。
3、自动化成型法自动化成型法是通过自动化设备将预先切割好的复合材料放入热压模中，进行成型制造的技术。
利用热和压力，这种技术可以在短时间内形成无缝的结构件。
自动化成型法广泛应用于大型、复杂的结构件，包括飞机翼、机身等。
4、预浸型复合材料预浸型复合材料是一种制造复合材料的高效技术。
它通常是通过将预先浸渍过的纤维加固材料与之结合，然后将其固化，使得它失去一部分基成分，获得更高的耐腐蚀性和高强度。
与先进的手工布置系统相比，预浸型复合材料的生产效率更高。
二、复合材料的应用领域由于复合材料具有高强度、高刚度、耐腐蚀性和较低的密度等特点，它被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域。
1、航空工业由于复合材料具有优异的强度和轻量化的特点，它已被广泛应用于航空工业的制造中，包括飞机和航天器的结构，发动机等。
2023年碳基复合材料行业市场分析现状
2023年碳基复合材料行业市场分析现状碳基复合材料是一种由碳纤维和其他基体材料组成的复合材料，具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
下面就碳基复合材料行业市场分析现状进行详细介绍。
一、行业发展现状1. 市场规模不断扩大：碳基复合材料市场规模快速扩大，预计2025年全球市场规模将达到1000亿美元以上。
2. 技术不断进步：碳纤维制备技术、树脂基体技术、制造工艺等方面不断创新，使碳基复合材料的性能得到不断提升。
3. 应用场景不断拓展：碳基复合材料广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等高端领域，同时也逐渐进入民用领域，如建筑、能源、电子等。
二、市场竞争现状1. 市场集中度低：碳基复合材料行业目前主要由少数大型企业垄断，中小企业占据绝大部分市场份额。
2. 国际品牌占据主导地位：国际碳基复合材料品牌在全球市场上占据主导地位，国内企业面临来自国际竞争对手的压力。
3. 技术水平差异明显：国内碳基复合材料企业整体技术水平相对落后，与国际先进水平存在差距。
三、市场趋势分析1. 智能化趋势：随着智能制造技术的不断发展，碳基复合材料行业将向智能化发展，提高生产效率和产品质量。
2. 绿色环保趋势：碳基复合材料制造过程中产生的废水、废气等对环境造成污染，未来将加大环保治理力度。
3. 创新驱动趋势：碳基复合材料行业将致力于技术创新，不断提升产品的性能和应用领域，以满足市场需求。
四、市场机遇和挑战1. 市场机遇：碳基复合材料在航空航天、汽车、体育器材等领域有广阔的市场需求，并且逐渐进入民用领域，未来市场潜力巨大。
2. 技术挑战：碳基纤维制备技术、树脂基体技术等尚存在一些难题，需要企业加大研发投入，提升技术水平。
3. 国际竞争：国际碳基复合材料品牌在市场上竞争力较强，国内企业面临来自国际竞争对手的压力。
综上所述，碳基复合材料行业市场规模不断扩大，技术进步迅速，应用领域不断拓展。
然而，国内企业面临着市场竞争压力、技术水平差异及环保问题等挑战。
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料，已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。
本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析，并探讨其在各个领域的应用现状。
通过对国内外相关研究的综述，本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势，以及面临的挑战和机遇，以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。
在文章的结构上，本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述，为后续的研究奠定理论基础。
接着，文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程，分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。
在此基础上，文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状，包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。
文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战，如成本、性能优化、环保等问题，并提出相应的解决方案。
文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景，探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。
通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析，本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示，推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。
二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。
近年来，随着科技的不断进步，该领域取得了显著的突破和进展。
树脂体系的创新：树脂作为复合材料的基体，其性能直接影响着复合材料的整体性能。
传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等，虽然在很多领域有广泛应用，但随着性能要求的提升，新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。
这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗，以及更好的机械性能，为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。
增强材料的多样化：增强材料是复合材料中的关键组成部分，其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。
先进材料制备技术
先进材料制备技术
随着科学技术的发展，材料科学领域取得了长足的进步。
先进材料制备技术作为材料科学的重要组成部分，在各个领域都发挥着重要作用。
本文将介绍几种先进材料制备技术，并分析它们在实际应用中的优势和挑战。
一、纳米材料制备技术
纳米材料是一种特殊的材料，其尺寸在纳米尺度范围内。
纳米材料具有独特的物理、化学和机械性质，广泛应用于电子、生物医学、光学等领域。
目前，纳米材料制备技术包括溶剂热法、溶胶-凝胶法、机械合金法等。
这些技术能够精确控制材料的形貌和结构，提高材料的性能和稳定性。
二、复合材料制备技术
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成，以取得各种材料的优点和弥补其缺点。
复合材料制备技术主要包括层叠法、纺丝法、原位合成法等。
这些技术可以有效地提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
三、功能材料制备技术
功能材料是指具有特殊功能或性能的材料，如传感器材料、光催化材料等。
功能材料制备技术包括溶液法、热处理法、溅射法等。
这些技术能够实现对材料功能的精确调控，满足不同领域对材料性能的需求。
总之，先进材料制备技术在推动材料科学的发展和应用方面发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的不断进步，相信这些技术将会在未来取得更大的突破和发展。
2024年碳基复合材料市场前景分析
碳基复合材料市场前景分析引言碳基复合材料是一种具有轻质高强度、高温抗性和优异导热性能的先进材料。
随着全球经济的快速发展和科技进步，碳基复合材料市场正迅速扩大。
本文将对碳基复合材料市场的前景进行分析，并探讨其未来的潜力。
碳基复合材料市场的现状目前，碳基复合材料在航空航天、汽车、能源和电子等领域得到广泛应用。
碳纤维复合材料以其轻量化、高强度和优异阻燃性能，在航空航天领域具有巨大潜力。
汽车制造商也开始采用碳基复合材料来减轻汽车重量，提高燃油效率。
此外，碳基复合材料的热导性能使其成为高效散热的材料选择，因此在电子设备中的应用前景广阔。
碳基复合材料市场的驱动因素1.轻量化需求：随着全球经济的快速发展，对节能减排的需求日益增加。
碳基复合材料由于其轻质高强度的特性，被广泛应用于汽车、航空航天和能源等领域，以减轻重量，提高能源利用效率。
2.技术进步：碳纤维复合材料的生产技术和工艺不断改进，使其成本降低，生产效率提高，从而推动了碳基复合材料市场的发展。
3.可再生能源发展：碳基复合材料在风力和太阳能等可再生能源领域具有广泛的应用前景。
随着可再生能源的推广和发展，碳基复合材料市场将受益并持续增长。
碳基复合材料市场的挑战1.高成本：目前，碳基复合材料的制造成本较高，限制了其在一些领域的广泛应用。
2.市场竞争：碳纤维复合材料市场存在着激烈的竞争，来自于其他材料如铝、钢、塑料等，这些材料也在不断发展和改进，给碳基复合材料市场带来一定的压力。
碳基复合材料市场的未来发展尽管碳基复合材料市场面临一些挑战，但其仍具有广阔的发展前景。
1. 新兴应用领域：随着先进制造技术和新材料的不断涌现，碳基复合材料将在新兴领域如医疗、体育用品和建筑等领域得到更广泛的应用。
2. 技术创新：随着碳基复合材料生产技术的进一步改进和创新，其成本将进一步降低，推动市场规模的扩大。
3. 可持续发展：碳基复合材料的可持续性特点使其成为未来材料发展的重要方向，与可再生能源和环境保护相结合，将有更大的市场需求和潜力。
先进树脂基复合材料制造技术进展
先进树脂基复合材料制造技术进展摘要：先进的树脂基复合材料是一种新型材料，以有机聚合物材料为基体，以高性能连续纤维为增强材料，由复合技术制备，性能明显优于原组分。
目前，在航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括环氧、双马来酰亚胺和高性能连续纤维增强聚酰胺基复合材料。
先进的树脂基复合材料具有较高的强度和比模量、疲劳强度、耐腐蚀性、高的可设计性和便于在大面积内进行整体成型。
它们已成为铝合金、钛合金和钢材后最重要的航空结构材料之一，并已广泛应用于航空航天等领域。
关键词：树脂基复合材料；制造技术；模拟与优化技术；自动化制造；国家先进的树脂基复合材料制造技术经过30多年的发展，初步形成了一个先进的树脂基复合材料制造系统，其表现形式是热熔预浸料的制造、自成型和树脂转移技术(RTM)，以及制备的先进树脂基复合材料在中得到广泛应用。
一、热压罐成型技术与数字化、自动化技术相结合热压罐成型技术的主要过程包括预浸料制备、切割、摊铺和固化。
热压罐成型技术的优点是:(1)纤维体积含量高；(2)质量稳定性好；(3)成型模具简单。
但热压罐成型工艺存在能耗高、设备投资成本高、零件尺寸受热压罐尺寸限制等问题。
20世纪60年代以来，我国热压罐成型技术有了很大发展，主要体现在热熔预浸料制备技术、预浸料铺切技术和数字化集成的建立，以及高韧性复合材料技术和复合材料结构集成技术的快速发展和广泛应用。
早期国产复合预浸料采用溶液法制造，由于有机溶剂的大量使用和生产的不连续，导致预浸料质量一致性差，生产效率低，污染严重。
20世纪90年代初以来，预浸料热熔制备技术得到发展，建立了热熔预浸料设备设计制造技术和预浸料热熔制备技术，实现了热熔预浸料的连续批量制造。
通过多层次增韧技术的发展，建立了高性能复合材料的增韧技术体系，开发出满足航空应用要求的高韧性环氧和高韧性双马来酰亚胺树脂基复合材料体系。
热压罐成型技术从最初以手工为主的铺切发展到与预浸料自动下料、激光辅助定位铺放等数字化技术相结合，提高了热压罐成型的技术水平，明显提高了预浸料的铺切精度，进一步提高了复合材料的制造效率和构件质量。
先进航空发动机树脂基复合材料技术现状与发展趋势
航空发动机用树脂基复合材料应用的发展趋势可以从以下几个方面预测。首 先，随着技术的不断进步，树脂基复合材料性能将得到进一步提升，以满足航空 发动机更为严苛的运行要求。其次，树脂基复合材料制造工艺将不断优化，降低 生产成本，提高制造效率，有利于大规模应用。最后，随着环保意识的增强，生 物基、低挥发性有机化合物（VOCs）等环保型树脂基复合材料将逐渐受到和应用。
2、热压罐成型技术（HPAT）：HPAT是一种将纤维增强材料与树脂基体混合 后放入密封的模具中，然后进行加热加压成型的工艺。HPAT技术的优点是可制造 出高强度和复杂形状的部件，但生产周期较长。
3、真空辅助成型技术（VAT）：VAT是一种在真空状态下将纤维增强材料与 树脂基体混合，然后注入模具并加热固化的工艺。VAT技术的优点是适用于制造 大型复杂形状的部件，但模具成本较高。
感谢观看
树脂基复合材料是一种由树脂基体和增强材料组成的复合材料。由于其具有 优异的力学性能、耐高温性能和轻量化特点，因此被广泛应用于航空、航天、汽 车等领域。在航空领域，树脂基复合材料主要用于制造航空发动机零部件，如涡 轮叶片、机匣等。
近年来，航空发动机用树脂基复合材料应用取得了显著的进展。一方面，通 过优化树脂基体和增强材料的组成和结构，提高了树脂基复合材料的性能。例如， 采用高性能树脂基体和碳纤维增强材料，可以获得高强度、高刚度、耐高温的复 合材料，有利于提高航空发动机的性能和可靠性。另一方面，先进的制造工艺和 方法，如真空袋压、热压罐等，也为树脂基复合材料在航空发动机制造中的应用 提供了有力支持。
三、先进航空发动机树脂基复合 材料技术的现状
目前，先进航空发动机树脂基复合材料技术主要包括以下几种：
1、树脂传递模塑技术（RTM）：RTM是一种闭模注射成型技术，将纤维增强 材料与树脂基体混合，注入预先准备好的模具中，加热固化后得到复合材料部件。 RTM技术的优点是制造成本低、生产效率高，但模具成本较高。
新材料技术成熟度等级划分及定义
新材料技术成熟度等级划分及定义引言随着科技的发展和社会的进步，新材料技术的研发和应用也日益受到关注。
为了更好地评估和管理新材料技术的发展，需要对其成熟度进行划分与定义。
本文将介绍新材料技术成熟度等级划分的概念和目的，并提出一种基于成熟度等级的定义方法。
成熟度等级概念与目的新材料技术的成熟度等级是指对新材料技术进行评估和分类的体系。
它可以帮助人们更好地了解新材料技术的发展程度，并据此制定相应的应用和推广策略。
成熟度等级的划分可以为科研人员、产业界和政府部门提供决策依据，促进新材料技术的推广与应用。
成熟度等级划分方法1. 技术原理验证阶段（Level 1）在技术原理验证阶段，新材料技术的基本原理和关键技术已经得到初步验证。
此阶段的目标是验证材料的基本性能和潜在应用领域，并评估其可行性。
研究人员通常会进行实验室测试和小规模试验来验证技术的基本特性。
2. 实验室验证阶段（Level 2）在实验室验证阶段，新材料技术的基本性能已经得到了充分验证，并具备一定的实际应用潜力。
此阶段的目标是通过更加复杂和真实的实验条件来评估技术的可重复性和稳定性。
研究人员通常会进行更大规模的实验和模拟，以及初步的市场调研。
3. 中试阶段（Level 3）在中试阶段，新材料技术已经通过实验室验证，并进行了一定程度的规模化试验。
此阶段的目标是验证技术在实际生产环境中的可行性和可量产性。
研究人员通常会进行中小规模的生产试验，并与潜在用户和相关产业进行合作。
4. 工程化示范阶段（Level 4）在工程化示范阶段，新材料技术已经具备了较高的可行性和商业化潜力。
此阶段的目标是通过大规模的工程化试验来验证技术的可大规模生产和应用。
研究人员通常会与大型企业或产业园区合作，进行规模化试验并制定相关的标准。
5. 成熟应用阶段（Level 5）在成熟应用阶段，新材料技术已经在实际生产和应用中得到了广泛的应用和验证。
此阶段的目标是进一步完善技术细节和提高产品的性能和竞争力。
飞机复合材料先进制造技术探究论文
飞机复合材料先进制造技术探究论文随着先进复合材料技术和工艺技术的迅速开展，复合材料在飞机上的应用比例稳步增长，应用部位从非承力、次承力构造向主承力和核心部件扩展，本文总结了近年来推动复合材料开展的先进材料技术和制造工艺技术。
航空复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料构成的新型材料，具有良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点。
复合材料是综合权衡飞机减重、性能、本钱三方面因素的理想材料，在飞机上大量应用可以明显减轻飞机的构造重量，提高飞机的性能。
复合材料原材料方面，航空用各种树脂基复合材料水平有大幅度提高。
在碳纤维材料方面，大丝束12k、24k已逐渐代替3k及6k，高强度的T700S及T800S已开始广泛生产。
以977-3/IM7和3900/T800S为代表的环氧树脂复合材料已开展到第二代，其CAI到达245～315MPa，堪称首屈一指。
以5250-4/IM7为代表的双马基高温复合材料已开展到第二代，工作温度到达177℃，广泛用于飞机高温部位。
聚酰亚胺复合材料广泛用于发动机高温部位，缺点是含二氨基二苯甲烷（MDA）有毒，美国研究出无MDA的预浸带可用于发动机及飞机；因钛合金稀缺，聚酰亚胺预浸带正研究用来代替500℃以下的钛合金。
美国Amber公司开发的C740阻燃氰酸乙酯树脂与碳纤维组成的材料固化后工作温度可达344℃，可用作无人机S-100的尾喷管及发动机。
航空复合材料先进工艺技术方面，数字化技术、自动化技术、低本钱技术以及先进工艺装备的应用和开展，推动了复合材料工艺技术从以手工制造、模拟量传递为特征的传统技术迅速转变为以自动化制造、数字量传递为特征的先进技术，目前在航空复合材料中得到广泛认可和推广应用的先进制造技术如下：3.1数字化技术广泛应用采用数字量形式对产品进展全面描述和数据传递，实现了设计与制造之间的无缝对接。
目前复合材料构件数字化制造主要表达在预浸料自动下料、激光铺层定位和纤维自动铺放等方面。
复合材料先进制造技术成熟度分析
技术完备等级(TRL)是一种比较系统的技术成熟度评价方法,由美国NASA 于20世纪90年代初提出,并被美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)作为武器系统技术成熟度的评价方法。
1999年,美国国防部开始执行TRL,并颁发TRL 军标指南草案。
美国其它政府部门、机构和许多国际技术组织自美军颁发TRL 军标指南草案后,也开始在项目管理的适用性评价工作中推广应用TRL。
NASA 按技术的发展过程将技术成熟度划分为九级:TRL 1~TRL 9。
国内外航空企业型号研制中,复合材料的应用通常采用积木式方法逐步验证和实施。
积木式方法对复合材料从试件、元件、组件、部件,直到全尺寸部件结构都需要进行严格考核,以避免结构超重和结构设计的风险。
其遵循的层级递进的研究方法同样可以归纳为表1所示的9个成熟度等级。
表1复合材料的技术成熟度TRL 等级复合材料技术成熟度达到TRL 6之前,主要以预研为主,而TRL 6以上则可进入工程化开发阶段,供型号选用。
一般情况下,一种新复合材料技术处于单一的TRL 等级。
新材料的研制并不一定要经历所有TRL 等级,但跨等级发展将增加材料研制的风险。
美国在过去的几十年中实施了一系列的复合材料研究计划,以解决飞机复合材料设计、制造、生产、试验中遇到的问题。
通过这些研究计划的实施,美国实现了复合材料结构由飞机次承力结构到主承力结构中的过渡,积累了复合材料机翼、机身结构设计的经验,确定了一系列的复合材料结构设计准则和试验方法,解决了复合材料生产过程中遇到的诸多困难,从而大大推动了美构复合材料结构在飞机结构中的应用。
这些研究成果集中的体现在Boeing-787、F-22、B-2等新一代先进飞机中。
为了解决复合材料生产制造方面存在的一些问题,进一步推动复合材料结构在飞机结构中的应用,NASA 对多种复合材料制造技术进行了研究。
其研究重点是纤维自动铺放技术、编织复合材料的损伤容限设计和复合材料的液体成型工艺。
航空复合材料制造技术及发展趋势探讨
航空复合材料制造技术及发展趋势探讨王㊀博摘㊀要：近年来，随着我国航空航天事业的发展，我国在航空航天领域复合材料的研究上面也取得了实质性，突破性的进展㊂据调查发现，近年来，复合材料在航空领域上面已经获得大量应用，并且取得了一定的成果，并且帮助飞机成功减轻自身自重，取得这一成果，复合材料在其中是功不可没的，文章将从复合材料的特点㊁分类以及针对不同复合材料的加工方法对于复合材料的机械加工技术进行分析㊂关键词：航空领域；复合材料；机械加工一㊁航空领域复合材料的发展前景自新中国成立以来，我国航空航天事业飞速发展，对航空航天材料提出更多新要求㊂为更好地满足现有航天航空材料发展要求，要进一步加快研发新性能㊁高质量的复合型材料，使我国航空航天复合材料的研发在世界竞争中占有一席之地㊂先进复合材料具有高性能㊁多功能和智能化的特点㊂由于其可塑性强，质量轻，现已被广泛地运用到航空航天㊁医学㊁机械㊁建筑等行业㊂在未来的航空领域市场当中，复合材料将会以其独有的优势占领大面积的市场㊂二㊁复合材料的特点分析复合材料是人们运用先进的材料制造技术，将不同性质的材料组分优化组合之后而形成的一种新型材料㊂一般情况下需要满足以下几个条件才可以成为复合材料㊂第一，复合材料必须是人造的，是人们根据生产需要的不同，而设计制造出来的材料；第二，复合材料必须拥有两种以上的化学㊁物理性质不同的材料组分，同时，以设计的形式，将形式㊁比例㊁分布等进行整合，从而形成一种新型材料，兵器各组分只见还有着明显的界面存在；第三，复合材料不仅能够保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能之间的互补和关联能够达到单一组成材料所不能达到的综合性能㊂复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类㊂金属基体常用的有铝㊁镁㊁铜㊁钛及其合金㊂非金属基体主要有合成树脂㊁橡胶㊁陶瓷㊁石墨㊁碳等㊂增强材料主要有玻璃纤维㊁碳纤维㊁硼纤维㊁芳纶纤维㊁碳化硅纤维㊁石棉纤维㊁晶须㊁金属㊂三㊁航空领域复合材料机械技术研究复合材料的机械加工是复合材料制造品生产工艺的一个重要环节㊂通过加工方法的不同，通常将其分为常规方法和非常规两种方法㊂常规方法简答容易，方便加工，但是其加工的质量不高，并且容易损坏加工件，同时，道具的磨损也比较快，而且能以加工太过复杂的零件㊂非常规的方法虽然有些复杂，但是其加工质量高，刀具的磨损度小，并且能够加工复杂形状的工件㊂（一）发展主体方面目前世界航空航天工业的发展主体包含军㊁民２大主体㊂以欧洲军民这两大主体的销售总额状况来看，２０１５年欧洲航空航天军㊁民２大主体的销售总额关系为：前者销售总额与后者的比率约处于５１．２％水平；而美国这一航空航天优势国的主体也由军㊁民２部分构成，其中，军方代表的直接军事产品与民营企业的直接军事产品销售收入比率接近５６．３％：４３．７％㊂由于这两大构成主体均在整个航空航天工业市场中占据着重要的角色，因此，在未来一段时间的发展中，二者仍可保持这一 平分秋色 趋势，维持整个航空航天工业市场的稳定性㊂（二）发展重点方面从世界航空航天工业的发展侧重点来看，当前航空航天领域的百强企业中，以航空航天业务为发展重点的企业约占比７６％左右㊂这一数据充分验证了世界航空航天工业主流企业在发展重点方面的统一性㊂（三）经济获利方面目前世界航空航天产业整体呈稳定增长趋势㊂伴随着世界经济的不断发展，各国家对航空航天产业的关注度逐渐增加，其对直接航空航天军事产品与间接产品的需求量也处于不断增加状态㊂因此，各大航空航天企业的主营业务收入㊁经济利润均保持逐年上涨趋势㊂在后续发展中，这一良好发展趋势仍然可得到良好的延续㊂（四）技术发展方面从航空航天技术层面来看，世界航空航天工业领域的技术发展趋势：由既往精密技术向超精密技术方向转化㊂事实上，航空航天工业对加工技术精密水平的要求较高㊂随着世界航空航天工业发展经验的不断丰富，其技术水平也逐渐得到了良好的发展㊂当前世界航空航天工业的超精密技术已发展至纳米水平，且仍以超精密为标准，不断提高航空航天技术的精密水平㊂四㊁世界航空航天工业发展对我国航空航天事业发展的启示结合世界航空航天工业发展状况，我国可运用以下几种措施优化航空航天事业的发展㊂提高发展速度：自宇航员杨利伟于２００３年成功进入太空后，我国航空航天事业正式进入快速发展阶段㊂近年来，随着我国在航空航天事业方面投入资金的不断增加，我国整体航空航天水平也得到了良好的提升㊂但结合世界航空航天工业的发展趋势来看，我国航空航天事业的发展仍然存在一定不足㊂五㊁柔性传感器的发展现状及未来趋势碳基材料常用的主要有近年来发展火热的低维度材料如碳纳米管和石墨烯等，由于其兼具导电性和机械柔性以及轻质稳定等特点，在柔性传感器的制备方面具有极大的潜力㊂石墨烯材料作为目前最热门的碳基材料，具备灵敏度高，机械性能好㊁导电性优异等特点，是一种极其适合制备柔性应变／应力传感器的材料㊂在制备柔性传感器中被广泛研究㊂Ａ．Ｓａｋｈａｅｅ－Ｐｏｕｒ等论述了单层石墨烯应用于应力传感器的潜力，其分子结构的力学性能研究表明之字形边界和扶手形边界对应力的基本响应频率有所差异，因此单层石墨烯可作为应力传感器㊂随着新材料的不断开发以及微纳米技术的进步，柔性功能复合材料也得到了越来越广泛的关注和研究，基于柔性功能复合材料的柔性传感器也将在未来的智能设备以及新型可穿戴设备方面具有越来越重要的地位㊂纵观目前国内外的研究成果，尽管在柔性功能复合材料的研究上经历了几十年的发展已经取得了较大的进步，但在柔性传感器的制备和应用方面还有许多不足之处，例如，力学性能差㊁不能兼顾柔性和高灵敏度㊁制备工艺复杂等依然严重制约着柔性传感器的发展㊂新材料的开发是目前柔性传感器良好的发展契机，石墨烯等新型材料的不断研究和开发，给了柔性功能复合材料良好的发展机遇㊂作者简介：王博，哈尔滨飞机工业集团有限责任公司㊂４８１。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复合材料先进制造技术成熟度分析
【摘要】本文分析了复合材料飞机结构技术成熟度定义方法，对每一等级的复合材料技术成熟度进行了概要描述。
通过复合材料机翼、机身等结构的实例分析，给出了目前国外先进机型在制造技术上的成熟度等级。
【关键词】复合材料；成熟度；先进制造技术
技术完备等级（trl）是一种比较系统的技术成熟度评价方法，由美国nasa于20世纪90年代初提出，并被美国空军研究实验室（air force research laboratory）作为武器系统技术成熟度的评价方法。
1999年，美国国防部开始执行trl，并颁发trl军标指南草案。
美国其它政府部门、机构和许多国际技术组织自美军颁发trl军标指南草案后，也开始在项目管理的适用性评价工作中推广应用trl。
nasa按技术的发展过程将技术成熟度划分为九级： trl 1～trl 9。
国内外航空企业型号研制中，复合材料的应用通常采用积木式方法逐步验证和实施。
积木式方法对复合材料从试件、元件、组件、部件，直到全尺寸部件结构都需要进行严格考核，以避免结构超重和结构设计的风险。
其遵循的层级递进的研究方法同样可以归纳为表1所示的9个成熟度等级。
复合材料技术成熟度达到trl 6之前，主要以预研为主，而trl 6以上则可进入工程化开发阶段，供型号选用。
一般情况下，一种新复合材料技术处于单一的trl等级。
新材料的研制并不一定要经历
所有trl等级，但跨等级发展将增加材料研制的风险。
美国在过去的几十年中实施了一系列的复合材料研究计划，以解决飞机复合材料设计、制造、生产、试验中遇到的问题。
通过这些研究计划的实施，美国实现了复合材料结构由飞机次承力结构到主承力结构中的过渡，积累了复合材料机翼、机身结构设计的经验，确定了一系列的复合材料结构设计准则和试验方法，解决了复合材料生产过程中遇到的诸多困难，从而大大推动了美构复合材料结构在飞机结构中的应用。
这些研究成果集中的体现在boeing-787、f-22、b-2等新一代先进飞机中。
为了解决复合材料生产制造方面存在的一些问题，进一步推动复合材料结构在飞机结构中的应用，nasa对多种复合材料制造技术进行了研究。
其研究重点是纤维自动铺放技术、编织复合材料的损伤容限设计和复合材料的液体成型工艺。
此外，对复合材料的高速自动化生产技术和低成本的复合材料制造设备也进行了一些探索性研究，以解决复合材料结构的成本问题。
在复合材料制备方面，nasa兰利研究中心重点发展热固性和热塑性复合材料的低成本自动生产技术；对复合材料预浸料的低成本液体成型工艺也进行了研究。
在复合材料的低成本自动制造工艺研究中，详细的讨论了纤维自动铺放等热塑性和热固性复合材料材料的制造工艺。
在复合材料预浸料的液体成型工艺研究中，主要讨论了树脂膜熔浸（rfi）、树脂转移成型（rtm）和真空辅助树脂转移成型（vartm）。
通过在复合
材料机翼盒段结构上的应用，对用这些低成本制造方法生产的材料和结构的性能进行了鉴定。
实例1：
为了解决编织复合材料预浸料的制造问题，nasa研制出了新一代的高效缝纫设备，解决了先前的缝纫设备存在的问题，采用该设备能够对客机机翼蒙皮结构进行快速缝纫，从而提高了结构的损伤容限和面外性能特性。
研究人员采用该设备制造的蒙皮壁板结构已经应用于ast计划中的机翼结构设计，如图1所示。
实例2：
对于树脂膜熔浸技术（rfi），研发出了可重复使用的真空袋；并通过建立三维模型对材料生产过程中树脂材料的流动性、流动路径和渗透时间等进行了研究，明确了预浸料的紧密型和渗透性对结构性能的影响。
采用rfi技术制造出了完整的机翼蒙皮壁板结构，如图2所示。
实例3：
对于纤维自动铺带技术，研究人员研制出了新的用于纤维自动铺放的自动化设备；采用该设备可以复合材料单向层进行加热、铺放和剪裁等，新的铺放设备能够铺设五个0.635cm宽的纤维或3.18cm 宽的热塑性或者热固性胶体材料，并且可以继续改进从而铺设更窄的纤维材料，从而提高了复合材料的生产效率。
采用这种制造工艺制成的复合材料结构已经应用于boeing-777客机的尾翼结构、f/a-18e/f的尾翼和进气道结构和v22的部分零
件结构上。
采用纤维自动铺放技术制造出了高质量、高强度准各向同性圆柱形壳体复合材料板，图3为复合材料壳体的照片。
技术成熟度分析：
实例1、2、3中，应用这些新的研究成果，nasa研究人员制造了大量的典型复合材料结构，这些典型结构的制造成功，为以后复合材料结构设计、生产奠定了良好的基础。
其中的某些制造工艺已经应用于具体型号的结构制造中。
根据nasa九级技术成熟度标准，该项技术的技术成熟度为9。
【参考文献】
[1]杨乃宾.新一代大型客机复合材料结构[j].航空学报，2008，29（3）：596-604.
[2]杨乃宾.大型民机机体结构用复合材料分析[j].航空制造技术，2009（5）：68-70.
[3]牛春匀.实用飞机复合材料结构设计与制造[m].北京：航空工业出版社，2010.
[责任编辑：王静]。