复合材料先进加工制造技术的发展与应用

摘 要 综 述 了复 合 材 料 先 进 加 工 技 术 对 新 型 武 器 装 备 发 展 的 重 要 性 。分 别 介 绍 了 复 合 材 料 焊 接 、 固化 、 割 、 削 、 接 、 光 切 切 粘 激
铺 层 定 位 和 快 速 成 型技 术 的发 展 及 应 用 ， 时 提 出 了 国 内相 应 领 域 的 技 术 发 展 方 向 。 同 关 键 词 复 合 材 料 ； 接 ； 焊 固化 ； 割 ； 接 ； 光 铺 层 定 位 ； 速 成 型 技 术 切 黏 激 快
生 的近 红 外 光 是 透 光 的 ， 部 分 能 量 不 被 树 脂 吸 大 收 。这 可 以 在 树 脂 基 复 合 材 料 中有 选 择 地 加 入 添 ｔｒ（ 能 阻 燃 ） 膜 时 ， 用 序 列 焊 接 方 法 可 以 获 ｅ 全 ｎ 薄 采 得 非 常 高 的 搭 接 剪 切 强 度 ， 已成 功 地 用 于 长 １ 并
中图分类号 ： ＴＱ ２ ３５
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ９５ ９ （ ０ ０ ０ — ０ ８０ １ ０ — ９ ３ ２ １ ） １０ １ — ４
０ 前 言
复 合 材 料 目前 主 要 的 加 工 技 术 由 于 存 在 工 艺 周 期 长 、 本 高 、 染 环 境 等 弊 端 ， 碍 了复 合 材 料 成 污 阻
料 需 求 的加 大 ， 仅 采 用 常 规 加 工 技 术 越 来 越 不 能 仅 满 足 使 用 需 求 。为 此 ， 要 采 用 复 合 材 料 先 进 加 工 需 制 造 技术 ， 提 高 效 率 和 解 决 常 规 加 工 方 法无 法 实 以 现 的 加工 难 题 。 先 进 加 工 制 造 技 术 集 机 械 、 电 子、 光学 、 息 、 理 等 最 新 科 学 技 术 于 一 体 ， 有 信 管 具 精 密化 、 自动 化 、 性 化 、 成 化 、 优 化 、 息 化 等 柔 集 最 信 发 展 趋 势 。新 型 武 器 装 备 以及 现 代 航 空 技 术 的 发 展 ， 国 内外 对 先 进 制 造 技 术 的需 求 Ｅ益 增 长 。 使 ｌ
１ ３ 超 声 焊 接 ．
超 声 焊 接 是 一 种 由 震 动 能 引 起 表 面 激 振 而 耗
散成热能 ， 而 导致表 面熔 化而 流动来 黏 接零件技 术 的 应 用
复合材料先进加工制造技术 主要表现在焊接 、
固化 、 割 、 削 、 接 、 光 铺 层 定 位 和 快 速 成 型 切 切 黏 激 等方面 。 １ １ 激 光 焊 接 ． 激 光 焊 接 是 利 用 激 光 的 能 量 把 工 件 上 加 工 区
散 。加 热 单 元 埋 留在 胶 接 界 面 ， 此 ， 求 它 和 复 因 要
合 材 料 相 匹 配 是 很 重 要 的 。磁 场 可 以 用 来 加 热 石
墨 纤 维 和 涂 覆 镍 涂 层 的 石 墨 纤 维 。 Ｂ ｎ ｔｒ和 ｅ ａａ Ｇ ｔｗｓｉ 用 热 塑 性 预 浸 料 和 涂 覆 镍 涂 层 的 石 墨 ｕｏ ｋ采 纤 维进 行 了焊 接 试 验 。 在 两 层 聚 合 物 膜 之 间 夹 层 的 加 热 单 元 可 以 形 成 很 好 的胶 接 。 ］
在 国 防及 民 用 领 域 中 的 广 泛 应 用 。 随 着 对 复 合 材
加 剂 ， 色 素 、 充 剂 、 化 剂 等 使 树 脂 吸 收 激 光 如 填 强
能量Ⅲ。
１２ 感 应 焊 接 ． 感 应 焊 接 的 基 本 原 理 是 基 于 导 体 在 磁 场 中 产
生 感 应 电 流 。 由 于 材 料 内存 在 电 阻 ， 导 致 热 耗 会
ｍ 、 径 １ｍ 的 罐 的 焊 接 。 直 ］
收 稿 日期 ： ０ ９ １ － ５ ２ ０ —０ １
１４ 电 子 束 固 化 ．
作 者 简 介 ： 勇 芳 （ ９ ９ ～， ， 士 ， 梁 １ ７－ ） 女 博 主要 从 事 高 分 子 材 料 改 性
及 加工 应 用 的研 究 。
一
电子束 固化是 辐射固化的一种 ， 主要用 于树脂 基复合材料 的成型 ； 是应用 高能电子束 引发预浸料
１ ８ 一
复合材料先进加工制造技术的发展与应 用
《 海 塑料 》２ １ 上 ０ ０年 第 １ （ 第 １ ９期 ） 期 总 ４
通 常 为 了控 制 工 艺 ， 焊 接 的 零 件 之 一 的表 面 制 成 在 了人 为 的 凹 凸 面 （ 为 聚 能 带 或 导 能 带 ） 如 两 块 热 称 ， 塑性 复 合 材 料 焊 接 ， 中 之 一 要 被 制 成 带 三 角 形 的 其 纯 热 塑 性 塑料 的 突 棱 来 作 为 导 能 带 。对 于 焊 接 大 型 零 件 ， 以采 用 两 种 方 法 来 进 行 焊 接 ： １ 可 （ ）序 列 焊接法 嵌 入 焊 接 复 合 材 料 时将 零 件 划 分 成 区域 ，
连续 焊接这些相邻的 区域 ， 直至完成整个 零件 ；２ （） 的材料熔化 ， 使之黏 合在一起 。由于热塑性树脂 易 扫描焊接法 焊接 时零 件 以恒 定速 度移 动来完 成 于吸 收 远 红 外 波 段 的 辐 射 能 ， 于 二 极 管 激 光 器 产 焊 接 。对 Ｐ Ｅ ／ 墨 复 合 材 料 焊 接 表 面 使 用 Ｕ１ 对 Ｅ Ｋ石 一
复 合材 料 先 进 加 工 制造 技 术 的 发展 与 应 用
《 海 塑料 》２ １ 上 ０ ０年 第 １ （ 第 １ ９ ） 期 总 ４ 期
复 合 材 料 先 进 加 工 制 造 技 术 的 发 展 与 应 用
梁勇 芳 ， 张友 强
（ 山东 非 金 属 材 料 研 究 所 ， 山东 济 南 ２ ０ ３ ） ５ ０ １