航空復材應用歷程（下）
航空復材零件制造成型技術
1.樹脂轉移模塑成形技術（RTM）。樹脂轉移模塑成型技術是一種低成本復合材料制造方法，初主要用于飛機次承力結構件，如艙門和檢查口蓋。
2.樹脂浸漬技術（RFI）。RFI工藝是一種樹脂膜熔滲和纖維預制體相結合的低成本復合材料成型技術。該技術由于只采用傳統的真空袋壓成型方法，免去了RTM工藝所需的樹脂計量注射設備及雙面模具的加工，在制造出優異的制品的同時大大降低了制品的成本，目前主要應用于飛機雷達天線罩。RFI適用于大平面或不太復雜的曲面。A380的機翼后緣和后壓力隔框，波音787機身的大部分隔框，GEnx的風扇機匣都是采用RFI技術制造。RFI的關鍵工藝技術包括：預形件成型、樹脂流動模擬及控制、編織及縫合設備研究。
3.纖維纏繞（Filament Winding）。航空航天用復合材料的研究現狀、制備方法、原理和運用該工藝主要用于空心、圓形及橢圓零件，如管路及油箱。纖維束通過一個樹脂池浸漬后纏繞到芯軸上，纏繞方向和速度由纖維進給裝置控制。這是一項已經發展較為成熟的技術，無論是在自動化、速度、厚度變化、質量和纖維方向上都得到了巨大改進。它是筒形件的低成本快速制造方法。在GEnx風扇包容機匣預形件的制造中，采用了一種編織帶纏繞技術，即將編織好的石墨纖維帶通過滾筒在芯軸上纏繞數十層，制成預形件。
4.自動鋪帶技術（ATL）。ATL采用有隔離襯紙的單向預浸帶，剪裁、定位、鋪疊、輥壓均采用數控技術自動完成，由自動鋪帶機實現。按所鋪放構件的幾何特征，自動鋪帶機可分為平面鋪帶和曲面鋪帶，系統由臺架系統和鋪帶頭組成。
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5.自動鋪絲技術（AFP）。自動鋪絲技術相對較新并在近年格外受到關注。它兼顧了自動鋪疊與纖維纏繞的優點。能夠制造復雜形狀結構件，對纖維角度不限制。而且具有極大減少生產成本的潛力。
航空復材無損檢測方法
1.渦流檢測法。渦流檢測法的基本原理是渦流探頭中線圈通以交變電流后能產生交變磁場。此方法適用于可以導電的碳纖維增強復合材料，對照標準試樣，可以檢測出碳纖維增強復合材料的含量與缺陷，而對玻璃纖維增強復合材料以及凱夫拉纖維增強復合材料不適用。
2.射線檢測法。射線檢測法是航空航天復合材料無損檢測的主要技術之一，具有4個分支不同的檢測方法：X射線照相檢測法，根據穿過不同材料的衰減量不同引起透射射線強度的變化，而在膠片上呈現明暗不同的影像，從而檢測出被測物體中存在的缺陷；X射線實時成像檢測法，該方法的特點在于檢測效率高，可實現缺陷的在線檢測，且圖像處理后可進行缺陷的自動評定；X射線計算機斷層掃描法，即工業CT技術，工業CT技術對固體火箭發動機的絕熱層和藥柱中的氣孔、夾雜、裂紋及脫粘等常見缺陷具有很高的檢測靈敏度，并能準確測定器尺寸和部位；X射線斷層形貌成像法，X射線旋轉硬毛成像法作為一種X射線斷層形貌成像法，已經應用在直升機不減的質量評價中以及衛生微博反射器復合材料的碳纖維取向測量中，精度達到±0.1°。
3.超聲波檢測法。該方法主要利用復合材料本身或其缺陷性的聲學性質對超聲波傳播的影響來檢測材料內部和表面的缺陷，具有靈敏度高、穿透性強、檢驗速度快、成本低和對人體無害的等優點。
4.光學檢測法。該方法可以檢測出在試樣加載時引起溫度變化或表面變形的缺陷，具有紅外線熱成像法、激光全息無損檢測法和剪應力成像法三種技術。其中，紅外線成像法可用于檢查噴漆發動機渦輪葉片和機舵的質量，精度高，測量范圍廣；激光全息無損檢測法是一種干涉計量數，其干涉計量精度與激光波長同數量級，因此極微小的變形也能被檢測出來；剪應力成像法可以自動指出航空航天復材諸如脫粘和分層等缺陷。
5.聲發射檢測法。聲發射技術已經成為研究復合材料斷裂機理的一種重要手段。目前采用該技術可以檢測沒跟碳纖維或玻璃纖維絲束的質量。此外，聲發射技術還可以對老舊飛機疲勞裂紋擴展的動態過程進行監測。
航空復材市場分布情況
航空復合材料由纖維和樹脂材料組成，根據纖維強度劃分，纖維加強型材料可分為碳纖維增強復合材料（CFRP）、玻璃鋼（GFRP）等，2013年，CFRP占整個航空復合材料市場的54.3%，GFRP占25.8%，預計到2018年，CFRP所占份額會增長到67.2%，玻璃鋼會減少至17.3%。
根據用途不同，航空復合材料可分為機身復合材料、航空發動機復合材料、飛機內部復合材料。2013年，機身所用復合材料占總體的64.6%，航空發動機復合材料占6.9%，飛行器內部占28.5%；預期到2018年，機身所占比重會提高到77.4%，航空發動機占4.8%，飛行器內部占17.8%。
新的復合航空材料制造方法有非熱壓罐工藝（OOA），真空袋成型技術（VBO），壓縮鑄造法等。例如，非熱壓罐工藝（OOA）技術，使復合航空材料大量應用在航空器上成為可能，傳統的熱壓處理對零件的大小和產量都有限制，且工序繁雜，加工時間長，加工溫度高。使用OOA方法制造復合材料，可有效克服這些問題，并降低成本，降低廢品率。
更多信息請關注復合材料信息網http://cnfrp.net
1.樹脂轉移模塑成形技術（RTM）。樹脂轉移模塑成型技術是一種低成本復合材料制造方法，初主要用于飛機次承力結構件，如艙門和檢查口蓋。
2.樹脂浸漬技術（RFI）。RFI工藝是一種樹脂膜熔滲和纖維預制體相結合的低成本復合材料成型技術。該技術由于只采用傳統的真空袋壓成型方法，免去了RTM工藝所需的樹脂計量注射設備及雙面模具的加工，在制造出優異的制品的同時大大降低了制品的成本，目前主要應用于飛機雷達天線罩。RFI適用于大平面或不太復雜的曲面。A380的機翼后緣和后壓力隔框，波音787機身的大部分隔框，GEnx的風扇機匣都是采用RFI技術制造。RFI的關鍵工藝技術包括：預形件成型、樹脂流動模擬及控制、編織及縫合設備研究。
3.纖維纏繞（Filament Winding）。航空航天用復合材料的研究現狀、制備方法、原理和運用該工藝主要用于空心、圓形及橢圓零件，如管路及油箱。纖維束通過一個樹脂池浸漬后纏繞到芯軸上，纏繞方向和速度由纖維進給裝置控制。這是一項已經發展較為成熟的技術，無論是在自動化、速度、厚度變化、質量和纖維方向上都得到了巨大改進。它是筒形件的低成本快速制造方法。在GEnx風扇包容機匣預形件的制造中，采用了一種編織帶纏繞技術，即將編織好的石墨纖維帶通過滾筒在芯軸上纏繞數十層，制成預形件。
4.自動鋪帶技術（ATL）。ATL采用有隔離襯紙的單向預浸帶，剪裁、定位、鋪疊、輥壓均采用數控技術自動完成，由自動鋪帶機實現。按所鋪放構件的幾何特征，自動鋪帶機可分為平面鋪帶和曲面鋪帶，系統由臺架系統和鋪帶頭組成。
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5.自動鋪絲技術（AFP）。自動鋪絲技術相對較新并在近年格外受到關注。它兼顧了自動鋪疊與纖維纏繞的優點。能夠制造復雜形狀結構件，對纖維角度不限制。而且具有極大減少生產成本的潛力。
航空復材無損檢測方法
1.渦流檢測法。渦流檢測法的基本原理是渦流探頭中線圈通以交變電流后能產生交變磁場。此方法適用于可以導電的碳纖維增強復合材料，對照標準試樣，可以檢測出碳纖維增強復合材料的含量與缺陷，而對玻璃纖維增強復合材料以及凱夫拉纖維增強復合材料不適用。
2.射線檢測法。射線檢測法是航空航天復合材料無損檢測的主要技術之一，具有4個分支不同的檢測方法：X射線照相檢測法，根據穿過不同材料的衰減量不同引起透射射線強度的變化，而在膠片上呈現明暗不同的影像，從而檢測出被測物體中存在的缺陷；X射線實時成像檢測法，該方法的特點在于檢測效率高，可實現缺陷的在線檢測，且圖像處理后可進行缺陷的自動評定；X射線計算機斷層掃描法，即工業CT技術，工業CT技術對固體火箭發動機的絕熱層和藥柱中的氣孔、夾雜、裂紋及脫粘等常見缺陷具有很高的檢測靈敏度，并能準確測定器尺寸和部位；X射線斷層形貌成像法，X射線旋轉硬毛成像法作為一種X射線斷層形貌成像法，已經應用在直升機不減的質量評價中以及衛生微博反射器復合材料的碳纖維取向測量中，精度達到±0.1°。
3.超聲波檢測法。該方法主要利用復合材料本身或其缺陷性的聲學性質對超聲波傳播的影響來檢測材料內部和表面的缺陷，具有靈敏度高、穿透性強、檢驗速度快、成本低和對人體無害的等優點。
4.光學檢測法。該方法可以檢測出在試樣加載時引起溫度變化或表面變形的缺陷，具有紅外線熱成像法、激光全息無損檢測法和剪應力成像法三種技術。其中，紅外線成像法可用于檢查噴漆發動機渦輪葉片和機舵的質量，精度高，測量范圍廣；激光全息無損檢測法是一種干涉計量數，其干涉計量精度與激光波長同數量級，因此極微小的變形也能被檢測出來；剪應力成像法可以自動指出航空航天復材諸如脫粘和分層等缺陷。
5.聲發射檢測法。聲發射技術已經成為研究復合材料斷裂機理的一種重要手段。目前采用該技術可以檢測沒跟碳纖維或玻璃纖維絲束的質量。此外，聲發射技術還可以對老舊飛機疲勞裂紋擴展的動態過程進行監測。
航空復材市場分布情況
航空復合材料由纖維和樹脂材料組成，根據纖維強度劃分，纖維加強型材料可分為碳纖維增強復合材料（CFRP）、玻璃鋼（GFRP）等，2013年，CFRP占整個航空復合材料市場的54.3%，GFRP占25.8%，預計到2018年，CFRP所占份額會增長到67.2%，玻璃鋼會減少至17.3%。
根據用途不同，航空復合材料可分為機身復合材料、航空發動機復合材料、飛機內部復合材料。2013年，機身所用復合材料占總體的64.6%，航空發動機復合材料占6.9%，飛行器內部占28.5%；預期到2018年，機身所占比重會提高到77.4%，航空發動機占4.8%，飛行器內部占17.8%。
新的復合航空材料制造方法有非熱壓罐工藝（OOA），真空袋成型技術（VBO），壓縮鑄造法等。例如，非熱壓罐工藝（OOA）技術，使復合航空材料大量應用在航空器上成為可能，傳統的熱壓處理對零件的大小和產量都有限制，且工序繁雜，加工時間長，加工溫度高。使用OOA方法制造復合材料，可有效克服這些問題，并降低成本，降低廢品率。
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