先進複合材料因其性能優(you) 異，在航空航天、艦船、交通運輸、建築、體(ti) 育運動以及能源等行業(ye) 領域得到廣泛應用。因複合材料構件的結構形式、服役載荷和使用環境複雜，微小的缺陷經跨層次的蔓延生長可導致構件的失效，故其安全性和可靠性是其應用中首要考慮的內(nei) 容[1]。為(wei) 提高複合材料構件質量的可靠性和穩定性，減少人為(wei) 因素的影響，複合材料成型自動化是複合材料成型技術發展的必然趨勢。

複合材料自動化成型技術及應用

自1985年以來，自動化成型技術在複合材料製造業(ye) 中的應用範圍不斷擴大，已經逐漸滲透到複合材料設計和製造的各個(ge) 領域（纏繞成型、自動鋪放成型、拉擠、編織、縫合和RTM等），在推動複合材料設計和製造技術發展、降低構件製造成本中的巨大作用已達成廣泛共識[2]。複合材料成型自動化不僅(jin) 提高了複合材料構件的生產(chan) 效率，降低了生產(chan) 成本，而且通過對成型工藝參數和技術指標的精確控製，可以極大地提高複合材料構件質量的可靠性和穩定性。複合材料自動化成型技術作為(wei) 將結構設計、材料和製造連接一體(ti) 的紐帶和橋梁，將機械製造技術、信息處理技術、自動控製技術、伺服驅動技術、傳(chuan) 感器技術、軟件技術等多個(ge) 學科技術引進到複合材料成型過程，尤其適合手工成型難以完成的大尺寸、超大尺寸以及複雜形麵結構件的成型。

目前為(wei) 止，國外複合材料自動化成型技術已經相當成熟。以自動鋪放技術為(wei) 例，已在多種航空航天器的各種結構件上得到應用，如航天載荷適配器、整流罩、燃料儲(chu) 箱、機翼、尾翼、垂尾、進氣道、中央翼盒等[3-6]。

國內(nei) 複合材料自動化成型技術發展較晚，航天材料及工藝研究所積極推動複合材料自動化成型技術在國內(nei) 的應用與(yu) 發展，在激光鋪層定位、自動鋪帶、纖維纏繞、自動鋪絲(si) 等技術的工程應用研究取得了階段性進展，實現了多項自動化成型的工程應用。

航天複合材料自動化成型關(guan) 鍵技術

1 自動下料與(yu) 激光鋪層定位技術

目前，手工鋪層仍被廣泛使用，尤其適合一些複雜型麵的小型構件成型，甚至像B-2轟炸機及一些通用飛機的製造也采用了大量手工鋪層工序[7]。如何通過數字化手段提高手工鋪層的構件質量和勞動效率，充分發揮手工鋪貼在蒙皮厚度調整、局部加強、金屬加強片嵌入、加強筋增強以及蜂窩夾芯區等方麵的技術優(you) 勢，是手工鋪層技術的研究熱點。

航天材料及工藝研究將複合材料自動下料與(yu) 激光鋪層定位技術引進到複合材料手工成型過程中，通過對數控下料機、激光投影設備以及輔助設計製造軟件的綜合運用，實現了複合材料構件數字化輔助人工鋪放。采用複合材料構件設計製造軟件將構件的三維實體(ti) 數模展開生成鋪層排料的二維數據，生成複合材料構件各鋪層的2D輪廓數據，並將輪廓信息輸入至數控剪裁機進行自動下料，並借助激光定位係統在預先固定好的模具上顯示鋪層輪廓和軸線，保證在鋪疊過程中的準確定位。

采用自動下料和激光鋪層定位技術輔助進行手工鋪層技術，下料準確度顯著提高，降低了鋪層取向誤差，產(chan) 品質量可以有效保證，可提高成型構件質量的穩定性，而且降低了勞動強度，提高手工成型的生產(chan) 效率，對操作人員的技藝水平和施工經驗要求顯著下降。