飛機(jī)制造業(yè)經(jīng)過25年的不懈發(fā)展痰哨，終于跨入了一個新紀(jì)元。軍用飛機(jī)已經(jīng)完成了從鋁材到復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變丐巫，現(xiàn)在谈况，商用飛機(jī)制造巨頭們也躊躇滿志，迎接制造技術(shù)的革新递胧。波音公司決定其新款機(jī)型787機(jī)身采用復(fù)合材料碑韵，開創(chuàng)商用飛機(jī)制造之先河。這一技術(shù)變革勢必對飛機(jī)制造技術(shù)缎脾、方式及戰(zhàn)略帶來根本性的轉(zhuǎn)變祝闻！
　　鋁質(zhì)飛機(jī)在走過了80多年后，開始逐漸淡處人們的視線遗菠。自從二十世紀(jì)二十年代起联喘，鋁材開始代替云杉等材質(zhì)用于飛機(jī)制造，截至到30年代中期辙纬，這種轉(zhuǎn)變基本徹底完成（Spruce Goose除外）豁遭。飛機(jī)制造從技工手工模式向機(jī)械化模式轉(zhuǎn)變，但是搭建工序依舊屬于勞動密集型贺拣。60多年來党滓，鋁材成為軍用飛機(jī)和商用飛機(jī)制造的首選材料。
　　現(xiàn)在贤丐，鋁材的地位開始受到纖維（高強(qiáng)度碳纖維深入到環(huán)氧樹脂分子粒）的挑戰(zhàn)狠楞。八十年代末期九十年代初，這種含有碳纖維的復(fù)合材料開始顯著的代替鋁材被用于飛機(jī)制造创邦。在軍用方面比紫，這種轉(zhuǎn)變從鋁結(jié)構(gòu)上的某些復(fù)合材料零部件迅速轉(zhuǎn)變到整個飛機(jī)，真正的復(fù)合材料軍事飛機(jī)問世丝您。目前，這種轉(zhuǎn)變開始向商用飛機(jī)蔓延秩菩。
　　舊有的飛機(jī)裝配形式是將成千上萬的鋁質(zhì)部件用各種鉚釘連接固定起來但珍，現(xiàn)在則只需完成大型的、預(yù)制的復(fù)合機(jī)身、機(jī)翼绎术、機(jī)尾等幾大部件連接即可刨吸。這些結(jié)構(gòu)可以通過自動化的數(shù)控復(fù)合材料鋪帶機(jī)生產(chǎn)，而不是通過大量的裝配工將一件件的小零件手工拼接而成材诽。因此底挫，整個飛機(jī)制造過程中所需制造、預(yù)訂脸侥、跟蹤建邓、處理、儲備等所有的零件數(shù)呈幾何級數(shù)下降睁枕。在性能方面官边，復(fù)合材料使得飛機(jī)更輕、操作效率更高外遇、抗疲勞性更強(qiáng)注簿。這種轉(zhuǎn)變?yōu)槟切┭杆俨杉{復(fù)合材料及有能力提供復(fù)合材料加工的廠商均提供了極佳的機(jī)會。
　　隨著Premier及Hawker使用鋁質(zhì)機(jī)翼跳仿，波音公司決定實(shí)現(xiàn)跨越式轉(zhuǎn)變诡渴，波音787使用復(fù)合材料以降低飛機(jī)重量、提高燃油效率菲语。這種可乘坐200~250人的飛機(jī)將成為“首個主體基本結(jié)構(gòu)采用先進(jìn)的復(fù)合材料制造的商用飛機(jī)玩徊，包括機(jī)翼、機(jī)身”谨究。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以顯著的減少零部件數(shù)量写寄、降低20%的飛機(jī)重量——Walt Gillette（Boeing vice  president of  Engineering, Manufacturing and Partner Alignment）
　　其他最近的商用飛機(jī)復(fù)合材料用量基本未10-25%，而波音飛機(jī)的用量將達(dá)到50%烟瞳∨Σ模空客A380復(fù)材用量達(dá)23%，主要用于機(jī)尾及機(jī)身上其他不受力的部位航娩。這種錐體結(jié)構(gòu)——4770mm長敛纺，兩端直徑分別為2550mm、400mm——由Cincinnati VIPER ? 3000纏繞系統(tǒng)生產(chǎn)炫茄。
　　波音公司注意到了全復(fù)合材料機(jī)身的功能性優(yōu)勢——可以是機(jī)窗更大虹体、機(jī)艙內(nèi)的壓力變小而提高艙內(nèi)的濕度等。機(jī)身部分近6米寬状奴，可以使乘客獲得最高級的舒適度怨耸。這個機(jī)身將由波音公司的合作伙伴通過MAG VIPER?纏繞系統(tǒng)生產(chǎn)。

　　MAG VIPER?纏繞系統(tǒng)
　　Automated Lay-Up自動鋪帶機(jī) 

 
　　早期的復(fù)合材料飛機(jī)零部件均有手工鋪設(shè)耗憨，使得飛機(jī)制造成為了緩慢的乘颖、多變的體力勞動摇祖，給航空業(yè)的發(fā)展蒙上了陰影。很顯然萎河，飛機(jī)制造業(yè)急需自動化系統(tǒng)來增大產(chǎn)量荔泳，加強(qiáng)制造過程的可控制性，減少浪費(fèi)虐杯，降低成本玛歌。
　　機(jī)身部分及其他全曲面結(jié)構(gòu)可以由纏繞系統(tǒng)完成。那些彎曲度較小的伙食平面結(jié)構(gòu)擎椰，例如機(jī)翼板支子、副翼、垂尾及平尾蒙皮等确憨，均可由自動鋪帶機(jī)完成译荞。
　　該自動鋪帶機(jī)可以將眾多的碳纖維精確的鋪設(shè)到旋轉(zhuǎn)的或靜止的模型上，精度可達(dá)±1.27mm休弃。這種機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)32條碳纖維獨(dú)立的被分配吞歼、壓實(shí)、裝夾塔猾、切割篙骡、再成型，形成無褶皺的曲線永炭、曲面或混合曲平面掺昵。這種控制可以實(shí)現(xiàn)碳纖維在保證最佳角度的情況下交錯鋪設(shè)，層層鋪設(shè)魏桅，以使得零件的強(qiáng)度博遵、硬度最大化，在保證重量最小化的同時(shí)獲得不同壁厚的零件钳葬。通過程序設(shè)計(jì)的開/關(guān)/切割工序可以生產(chǎn)各種開啟裝置（窗戶敦驼、門、艙口等）翩腹，還可生產(chǎn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的精邊述加。這種方式可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)集成度、降低35%的材料的浪費(fèi)刷裂、減少后續(xù)加工需求及手工操作飘蔓。
　　專門為復(fù)合材料加工設(shè)計(jì)的先進(jìn)的控制及軟件，使得多軸運(yùn)動的編程及控制非常簡易米萝，很方便的生產(chǎn)出復(fù)雜的造型账何。被授權(quán)的軟件可以將解析CAD工具及零部件信息到多軸指令中。這樣就可以達(dá)到將復(fù)合材料應(yīng)用到曲面所需的路徑及刀具轉(zhuǎn)向缤谎，同時(shí)保證一個符合平面的混合型滾筒抒倚。通過一個3D模擬塊確保零件程序的整體性褐着、實(shí)現(xiàn)自動防撞后處理監(jiān)測及校對功能坷澡。
　　對于簡單的曲面及平面零件托呕，可以選用曲面鋪帶機(jī)（CTL）和平面鋪帶機(jī)（FTL）。MAG高/低導(dǎo)軌式自動鋪帶機(jī)频敛，可以分層次在平面项郊、曲面輪廓表面進(jìn)行為3、6以及12英寸帶料的鋪覆加工斟赚。該設(shè)備由PC機(jī)控制着降，X軸方向每3.6米處X軸行程可增長12?，以增加X軸方向運(yùn)動的柔性拗军，龍門寬度可調(diào)任洞，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型為200英寸。10個軸发侵，其中五個至于龍門上交掏，五個至于頭部，Z軸節(jié)拍可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整闲招，A軸位于帶料頭部精幌，可實(shí)現(xiàn)曲面零件的鋪覆，橫梁導(dǎo)軌高度根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定蒿疲。

　　MAG 低軌式自動鋪帶機(jī)

　　MAG高/低導(dǎo)軌式自動鋪帶機(jī)主要包括兩種類型：4軸平面鋪帶機(jī)（FTL）及5軸曲面鋪帶機(jī)（CTL）犯暮。平面鋪帶機(jī)可用于對平面、厚度可變的6?及12?帶料鋪覆加工棉玻，用戶主要為歐美飛機(jī)制造商泣储。曲面鋪帶機(jī)可實(shí)現(xiàn)全曲面或局部曲面零件的鋪覆加工，該機(jī)型有兩種形式坝亿，其中一種可實(shí)現(xiàn)尺寸分別為3?及6?帶料的同時(shí)鋪覆屋廓，另一種可實(shí)現(xiàn)尺寸為6?及12?帶料的同時(shí)鋪覆。用戶遍布于美國喳律、歐洲各國周狱、日本、印尼等國家及地區(qū)赤朽。作為航空領(lǐng)域的排頭兵波音公司稿辙，已經(jīng)購置MAG自動鋪帶機(jī)逾20臺，主要用于軍事飛機(jī)气忠、商用飛機(jī)的生產(chǎn)邻储，其中1992年波音公司采用MAG自動鋪帶機(jī)生產(chǎn)波音777垂尾和平尾蒙皮【稍耄空客公司利用平面及曲面自動鋪帶機(jī)生產(chǎn)A330/A340尾翼蒙皮吨娜，蒙皮長9米脓匿，寬2米，重200Kg宦赠。Nashville航空結(jié)構(gòu)公司利用自動鋪帶機(jī)生產(chǎn)空客A330/A340機(jī)翼外副翼陪毡，降低了70%人工時(shí)間。
　　上述多軸自動化裝備正在通過飛機(jī)制造業(yè)的自動化改變著全球航空業(yè)的未來勾扭！

（Mark Logan, MAG Americas）

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