復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用主要應(yīng)歸功于其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和成熟,例如美國實(shí)施的ACT(Adranced Composite Technology)計(jì)劃,研究低成本制造工藝技術(shù)的應(yīng)用,目前已開發(fā)了RTM(樹脂傳遞模塑成形)、RFI(樹脂膜滲透成形)、VARI(真空輔助成形工藝)、纖維鋪放/纏繞、拉擠成型、自動鋪放和采用大絲束纖維等低成本制造技術(shù)。由于VARI技術(shù)在降低復(fù)合材料制造成本及大型構(gòu)件整體成型方面的優(yōu)勢,近年來受到廣泛重視。
對于復(fù)合材料的特種工藝加工過程,產(chǎn)品加工結(jié)果的質(zhì)量不能簡單的通過對工序結(jié)果的驗(yàn)證加以確定,因?yàn)樘胤N加工所形成的質(zhì)量特征通常為直觀上不易發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量。例如零件的強(qiáng)度、疲勞壽命、耐腐蝕性、拉伸性能等。因而許多航空企業(yè)都把特種加工列為質(zhì)量保證體系必須具備的職能。除此之外,一般對復(fù)合材料的質(zhì)量要求主要有:
a. 工藝的批準(zhǔn)要求。對于特種工藝,在獲得批準(zhǔn)生產(chǎn)后,還需要定期對其進(jìn)行系統(tǒng)的審查和批準(zhǔn);
b. 監(jiān)控過程規(guī)范的要求??刂撇⒈WC特種工藝滿足相應(yīng)的規(guī)范,以保證生產(chǎn)處于控制狀態(tài);
c. 過程控制方法的要求。通過統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制等質(zhì)量控制方法對特種工藝實(shí)現(xiàn)全過程控制。
國外在復(fù)合材料質(zhì)量控制和管理上的研究和應(yīng)用較之國內(nèi)要先進(jìn)的多,在工藝和生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制和管理上都較為成熟,能夠有效的保證復(fù)合材料生產(chǎn)處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)中。
國內(nèi)復(fù)合材料研究應(yīng)用起步晚,技術(shù)水平低,再者由于人員素質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備、管理經(jīng)驗(yàn)等方面影響,我國航空制造企業(yè)在工藝控制水平上與國際先進(jìn)航空制造企業(yè)工藝控制有比較大的差距,尤其是在高端航空產(chǎn)品低成本制造上,目前尚停留在試驗(yàn)階段,因而進(jìn)一步加強(qiáng)航空產(chǎn)品復(fù)合材料生產(chǎn)質(zhì)量控制是一個(gè)重中之重的問題。
當(dāng)前我國航空企業(yè)復(fù)合材料生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)主要是通過對國外技術(shù)和管理的引進(jìn)、消化和吸收,從而將一些先進(jìn)的技術(shù)和管理引用到國內(nèi)飛機(jī)復(fù)合材料生產(chǎn)實(shí)踐中,這使復(fù)合材料產(chǎn)品的生產(chǎn)和控制有了長足的進(jìn)步,管理工作有了很大的提高。通過多年的研究和實(shí)踐試驗(yàn),在低成本復(fù)合材料應(yīng)用方面取得了一定的成果,使我國低成本先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)初步成型。雖然如此,但我國航空企業(yè)復(fù)合材料生產(chǎn)總體仍處于初級階段,不管是在原材料、制造設(shè)備上還是成型技術(shù)、產(chǎn)品驗(yàn)證、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上,目前都還沒有形成自己的體系。
目前我國低成本復(fù)合材料生產(chǎn)工藝已逐步開始應(yīng)用,例如Z向縫紉技術(shù)、三維編織增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)技術(shù)、低成本樹脂傳遞模塑技術(shù)(RTM)、樹脂膜滲透成形技術(shù)(RFI)。當(dāng)然這些技術(shù)并沒有都完全成熟,有的技術(shù)已經(jīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn),而有的技術(shù)只是通過大量工藝、性能試驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。
復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用可以劃分為三個(gè)階段,目前我國復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)處于第二階段,即將復(fù)合材料件用于安定面、鴨翼、平尾等承力較大的次級主承力構(gòu)件上。在設(shè)計(jì)制造方面,目前還需要進(jìn)一步深入研究;在制造工藝方面,除了采用預(yù)浸料、熱壓罐成型外,已經(jīng)開始嘗試采用一些低成本制造技術(shù)。
當(dāng)前,我國已經(jīng)逐步展開了復(fù)合材料生產(chǎn)過程質(zhì)量管理的技術(shù)研究工作,取得了一定的進(jìn)展??v觀國內(nèi)復(fù)合材料質(zhì)量管理的應(yīng)用發(fā)展來看,當(dāng)前我國正處于從傳統(tǒng)質(zhì)量控制向統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段、全面質(zhì)量管理方向發(fā)展。
目前國內(nèi)企業(yè)對復(fù)合材料生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制,主要依靠專門的檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)把關(guān),屬于事后檢驗(yàn)階段。此檢驗(yàn)方式雖然能夠有效檢出不合格品,但由于不能做到預(yù)先防止不合格品的產(chǎn)生,而復(fù)合材料原材料以及加工成本昂貴,這使得不合格品的產(chǎn)生必然嚴(yán)重影響企業(yè)的效益。因而此種質(zhì)量控制方式并沒有起到實(shí)質(zhì)上的過程控制作用,不能有效降低不合格率、提高生產(chǎn)效率,且在不合格品出現(xiàn)時(shí),無法快速追查導(dǎo)致質(zhì)量問題的原因。
利用科學(xué)的方法來控制復(fù)合材料生產(chǎn)過程是時(shí)代發(fā)展的需要,統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行控制,通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)分析,并根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中異常因素出現(xiàn)的征兆,并及時(shí)采取相應(yīng)措施消除其影響,使生產(chǎn)過程恢復(fù)到僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)中,從而使生產(chǎn)過程處于穩(wěn)定狀態(tài),以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。通過統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)對復(fù)合材料生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,在可能出現(xiàn)異?;蛞呀?jīng)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,使生產(chǎn)過程及時(shí)回到穩(wěn)定狀態(tài)中,有效降低不必要的損失,提高企業(yè)的競爭能力。
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