提起工藝模型，相信大多數(shù)航空人都不陌生，設(shè)計、工藝、操作、檢驗等各個崗位都跟工藝模型打交道。工藝模型雖然看著直觀明了，可是想把這些電腦里的數(shù)字轉(zhuǎn)化成看得見、摸得著，還要一模一樣的實物，可不是一件簡單的事，尤其是對于“必然存在變形”的復(fù)合材料構(gòu)件。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在成型過程中，經(jīng)歷高溫高壓，發(fā)生形態(tài)上的物理變化和復(fù)雜的化學(xué)變化，一系列因素導(dǎo)致成型后的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)“必然存在變形”。

　　

　　對于大尺寸、大曲率夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，成型后的變形程度比小型平板件更為明顯，要實現(xiàn)工藝模型到實際產(chǎn)品的精準制造，難度系數(shù)直線上升。

　　

　　為滿足型號精準制造要求，工程技術(shù)部聯(lián)合多部門組建了一支涵蓋復(fù)材、工裝、檢驗等多個專業(yè)專家的攻關(guān)團隊，基于工藝模型，開展大曲率超厚蜂窩夾層復(fù)合材料構(gòu)件回彈變形控制的攻關(guān)研究。

　　

　　打造復(fù)合材料精準制造的“水晶球”

　　

　　像神話故事里水晶球可以預(yù)測未來一樣，復(fù)合材料成型工藝仿真技術(shù)，可以預(yù)測出熱壓罐內(nèi)的溫度分布及最終產(chǎn)品的變形程度。有了這個“水晶球”后，工藝人員可以直觀地看到調(diào)整溫速率、恒溫時間等工藝參數(shù)后，產(chǎn)品成型的變形差異。

　　

　　公司以型號為牽引，以產(chǎn)品數(shù)字模型為驅(qū)動，定制開發(fā)復(fù)合材料熱壓罐成型工藝仿真平臺，實現(xiàn)了復(fù)合材料制造變形預(yù)測、工藝參數(shù)優(yōu)化等仿真技術(shù)全面自主應(yīng)用，推進航空制造模式向正向工藝設(shè)計轉(zhuǎn)變。

　　

　　

　　

　　攻關(guān)團隊利用復(fù)合材料熱壓罐成型工藝仿真平臺，探索出大曲率超厚蜂窩夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱壓罐成型工藝仿真方案，模擬了艙門的熱壓罐成型過程，預(yù)測了艙門變形并用于指導(dǎo)成型工藝參數(shù)優(yōu)化，實測產(chǎn)品最大變形量減小40%。

　　

　　鋪設(shè)復(fù)合材料精準制造的“高速路”

　　

　　雖然通過工藝參數(shù)優(yōu)化，一定程度提升了艙門成型精度，但距離設(shè)計公差仍存在一定差距。

　　

　　既然工藝過程決定了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)變形的必然性，若要成型后的產(chǎn)品與數(shù)模一致，則成型前的產(chǎn)品就要與理論型面不一致，也就是所說的補償型面。

　　

　　補償型面設(shè)計可更快捷提高復(fù)合材料制造精度，可以說是復(fù)合材料精準制造的“高速路”。

　　

　　

　　

　　攻關(guān)團隊開展逆向及正向雙向補償型面設(shè)計技術(shù)研究，形成仿真及型面補償標(biāo)準化流程，通過產(chǎn)品數(shù)字化測量實測值，按一定比例進行補償設(shè)計，根據(jù)“水晶球”進行變形預(yù)測，迭代補償設(shè)計，直至變形滿足公差要求，大幅提升艙門制造精度。

　　

　　抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來。工程技術(shù)部將在先進工藝技術(shù)創(chuàng)新上持續(xù)發(fā)力，完善正向工藝設(shè)計體系，以精益化、智能化的工藝技術(shù)打造精品，為公司高質(zhì)量發(fā)展而奮斗。