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[摘 要]在航空产品的研究及发展中,复合材料的应用越来越常见,复合材料的应用可以有效的减轻航空产品的自重,并且复合材料航空产品制造具有一定的经济优势,其成本要低于其它材质的航空产品制造成本。为了在复合材料航空产品制造中有效的提高构件的质量及可靠性,在其生产制造中必须要对复合材料航空产品制造的全过程进行控制,以此来为航空产品的生产提供一份质量保证,以下通过细化其质量控制的细节,对其质量控制的应用进行了更加深入的研究。
[关键词]复合材料;航空产品;制造过程;质量控制
中图分类号:V261.97 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0329-01
随着复合材料在飞机上的应用日益广泛,复合材料产品生产制造过程的质量控制也随之成为研究的热点问题。因为航空企业对质量要求非常严格,因此对于复合材料航空产品制造过程中的质量控制工作非常关键。本文就复合材料航空产品制造过程中的质量控制进行了研究,希望对减少复合材料不合格产品的产生,提高企业效益有一定的指导作用。
一、在复合材料航空产品制造过程中进行质量控制的重要性
复合材料属于高分子材料体系,具有与金属材料不同的特性,其产品制造过程有着鲜明的特点。从其常见的层压成型、模压成型、注压成型、RTM成型、纤维缠绕成型等来看,复合材料航空产品制造过程是一个多种特性形成的过程。在航空产品制造中需要注意其复合材料的应用具有一定的不稳定因素,其主要是由于在复合材料生产中其批次不同性能也会出现一定的波动,而对复合材料的研究及质量控制的最主要目的就是对复合材料的性能进行控制,以此来保证其在航空产品制造中性能波动得到有效控制并降低,从而提高航空产品构件的安全性,使其安全系数可以满足相关的质量标准及要求。
由复合材料组成的飞机构件对飞机的可靠性与安全性有直接的影响,而对复合材料可靠性能影响重大的因素主要有原材料的可靠性,成型、固化工艺的可靠性以及加工、连接工艺的可靠性,而这些都是复合材料制造过程中的质量控制的研究范畴。因此,在复合材料制造过程中,应该对影响构件质量波动的因素进行分析,并且对如何降低或避免这些影响进行研究,从而尽量提高材料的性能参数。可见,研究复合材料航空产品制造过程质量控制是具有非常重大的意义。
二、复合材料航空产品制造过程质量控制的应用
在复合材料航空产品制造中其所涉及的范围较广,因此在实际中必须要对制造过程中存在的一系列不稳定因素进行分析,并全面的整合在航空产品制造中所包含的环节及内容加以质量控制,其主要包括对材料、人员、设备及成品等部分的质量管理,以下则是对复合材料航空产品制造过程质量控制的分类分析。
1、原材料的控制
原材料质量是影响复合材料产品质量中非常重要的因素。因此原材料质量控制是复合材料航空产品质量保证的前提,是质量控制过程中的重点,也是难点。通常原材料质量控制包括原材料的材质、形状、批次、有效期等。在航空产品中所用的复合材料原材料大多数是温度和时间敏感的材料,因此必须要在低温密封的条件下保持,对于预浸料和胶膜等主体材料的质量控制,还应该注意其保存过程中不能被扭曲。另外對于原材料的适用时间、储存时间一定要严格控制,从而防止吸潮或者外来物的破坏和污染。对于多余的未使用完的材料,要做好保存措施,尽量放入冷库中密封保存。
2、技术的控制
在复合材料航空产品制造中其所应用的工艺主要依据技术文件作为指令及规范,其内容主要依据产品的特点及需求来集合制造的航空产品所有的特性特点,是操作人员生产活动的依据。现场使用的制造指令应经批准、现行有效,且符合首件检验批准的状态。制造指令应详细明确工艺方法,包括工艺流程的安排、工序之间的衔接、工序加工手段(加工环境条件、工艺装备配置、工艺参数)、数控加工软件控制和产品验收准则以及记录要求,明确工艺流程、物流方向、检测方法、保管方法等。目前公司还使用了数控下料机、激光投影系统,其控制要求都在生产指令中做出了规定。
3、人员控制
人员作为复合材料航空产品制造中不可缺少的技术、操作劳动力,其在制造过程中对产品的质量有一定的主观影响。由于复合材料航空产品制造属于复杂、精密生产模式,其许多制造工序及工艺需要由操作人员共同完成。但是每个操作人员的技术水平,工作态度等综合素养对于产品的质量都有着一定的影响。因此人员控制也是复合材料航空产品制造过程质量控制中的重要部分。对于操作人员,不仅要对其教育程度、专业技能、经验等进行严格控制,还要对其身体状况、生产制造过程的熟练程度、质量意识等进行掌控。相关操作人员一定要能够准确识别工序控制与生产过程有关的信息,并且严格按照指定的质量管理制度进行操作,从而保证制造工作流畅的进行。
4、设备的控制
在复合材料航空产品制造过程中,需要使用到生产设备、工艺设备、计量检测设备等机械设备,这些机械设备对于复合材料产品的质量也有非常重要的影响。机械设备是复合材料产品生产过程中不可或缺的重要部分,只有确保设备精度与产品特性相适合,设备能力与工艺需求相符合才能够生产出合格的产品。对于冷库、固化炉、热压罐等生产设备,一定要定期进行维护保养,并且每天都要做到点检,看设备的系统精度测试和炉温均匀性测试是否符合要求。人员在操作设备的过程中也要严格按照说明书进行操作,要熟悉设备的技术控制要求。对于压力表、电子称等一些计量检测设备,要按要求定期检定,看是否准确,是否符合测量要求。
5、成品的检测
对于复合材料航空产品的成品,必须经过严格的检测才能够投入到使用当中。检测可以说是复合材料产品质量控制的最后环节,即使在生产过程中对各种要素都进行了严格的质量控制,也要对产品的成品进行逐个检测,从而保证产品的质量。一般检测内容包括外观、尺寸、重量,以及有无内部缺陷等。X射线法和超声法是成品检测中常用的检测方法。X射线照射零部件,能够探出截面上密度有变化的缺陷,还能检测到夹层结构中蜂窝芯的损坏或扭曲。超声法可以探测成品中分層、脱胶等缺陷。
结语
复合材料航空产品在航空行业中的应用经过多年的研究及发展体现出了不可忽视的使用优势,也是在此背景下就更要保证复合材料航空产品制造的质量,而通过对其制造过程进行质量控制是达到提升产品性能、稳定性、安全系数的重要措施。上文中结合在复合材料航空产品制造中所覆及的内容提出了相应的质量控制措施,但是在实际中还需结合产品制造的实际情况来对质量控制环节及内容进一步进行细化,不断的总结经验、吸取教训,以此来推动复合材料航空产品制造的良好发展。
参考文献
[1] 王振宝.复合材料产品生产过程质量控制与管理[D].南京航空航天大学,2012;
[2] 吴迪.航空复合材料成型控制及研究[J].工程技术:全文版,2016(7):00297-00297;
[3] 凌日文,朱林.复合材料航空产品制造过程质量控制的应用研究[J].质量与可靠性,2013(3):125-128.
[关键词]复合材料;航空产品;制造过程;质量控制
中图分类号:V261.97 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0329-01
随着复合材料在飞机上的应用日益广泛,复合材料产品生产制造过程的质量控制也随之成为研究的热点问题。因为航空企业对质量要求非常严格,因此对于复合材料航空产品制造过程中的质量控制工作非常关键。本文就复合材料航空产品制造过程中的质量控制进行了研究,希望对减少复合材料不合格产品的产生,提高企业效益有一定的指导作用。
一、在复合材料航空产品制造过程中进行质量控制的重要性
复合材料属于高分子材料体系,具有与金属材料不同的特性,其产品制造过程有着鲜明的特点。从其常见的层压成型、模压成型、注压成型、RTM成型、纤维缠绕成型等来看,复合材料航空产品制造过程是一个多种特性形成的过程。在航空产品制造中需要注意其复合材料的应用具有一定的不稳定因素,其主要是由于在复合材料生产中其批次不同性能也会出现一定的波动,而对复合材料的研究及质量控制的最主要目的就是对复合材料的性能进行控制,以此来保证其在航空产品制造中性能波动得到有效控制并降低,从而提高航空产品构件的安全性,使其安全系数可以满足相关的质量标准及要求。
由复合材料组成的飞机构件对飞机的可靠性与安全性有直接的影响,而对复合材料可靠性能影响重大的因素主要有原材料的可靠性,成型、固化工艺的可靠性以及加工、连接工艺的可靠性,而这些都是复合材料制造过程中的质量控制的研究范畴。因此,在复合材料制造过程中,应该对影响构件质量波动的因素进行分析,并且对如何降低或避免这些影响进行研究,从而尽量提高材料的性能参数。可见,研究复合材料航空产品制造过程质量控制是具有非常重大的意义。
二、复合材料航空产品制造过程质量控制的应用
在复合材料航空产品制造中其所涉及的范围较广,因此在实际中必须要对制造过程中存在的一系列不稳定因素进行分析,并全面的整合在航空产品制造中所包含的环节及内容加以质量控制,其主要包括对材料、人员、设备及成品等部分的质量管理,以下则是对复合材料航空产品制造过程质量控制的分类分析。
1、原材料的控制
原材料质量是影响复合材料产品质量中非常重要的因素。因此原材料质量控制是复合材料航空产品质量保证的前提,是质量控制过程中的重点,也是难点。通常原材料质量控制包括原材料的材质、形状、批次、有效期等。在航空产品中所用的复合材料原材料大多数是温度和时间敏感的材料,因此必须要在低温密封的条件下保持,对于预浸料和胶膜等主体材料的质量控制,还应该注意其保存过程中不能被扭曲。另外對于原材料的适用时间、储存时间一定要严格控制,从而防止吸潮或者外来物的破坏和污染。对于多余的未使用完的材料,要做好保存措施,尽量放入冷库中密封保存。
2、技术的控制
在复合材料航空产品制造中其所应用的工艺主要依据技术文件作为指令及规范,其内容主要依据产品的特点及需求来集合制造的航空产品所有的特性特点,是操作人员生产活动的依据。现场使用的制造指令应经批准、现行有效,且符合首件检验批准的状态。制造指令应详细明确工艺方法,包括工艺流程的安排、工序之间的衔接、工序加工手段(加工环境条件、工艺装备配置、工艺参数)、数控加工软件控制和产品验收准则以及记录要求,明确工艺流程、物流方向、检测方法、保管方法等。目前公司还使用了数控下料机、激光投影系统,其控制要求都在生产指令中做出了规定。
3、人员控制
人员作为复合材料航空产品制造中不可缺少的技术、操作劳动力,其在制造过程中对产品的质量有一定的主观影响。由于复合材料航空产品制造属于复杂、精密生产模式,其许多制造工序及工艺需要由操作人员共同完成。但是每个操作人员的技术水平,工作态度等综合素养对于产品的质量都有着一定的影响。因此人员控制也是复合材料航空产品制造过程质量控制中的重要部分。对于操作人员,不仅要对其教育程度、专业技能、经验等进行严格控制,还要对其身体状况、生产制造过程的熟练程度、质量意识等进行掌控。相关操作人员一定要能够准确识别工序控制与生产过程有关的信息,并且严格按照指定的质量管理制度进行操作,从而保证制造工作流畅的进行。
4、设备的控制
在复合材料航空产品制造过程中,需要使用到生产设备、工艺设备、计量检测设备等机械设备,这些机械设备对于复合材料产品的质量也有非常重要的影响。机械设备是复合材料产品生产过程中不可或缺的重要部分,只有确保设备精度与产品特性相适合,设备能力与工艺需求相符合才能够生产出合格的产品。对于冷库、固化炉、热压罐等生产设备,一定要定期进行维护保养,并且每天都要做到点检,看设备的系统精度测试和炉温均匀性测试是否符合要求。人员在操作设备的过程中也要严格按照说明书进行操作,要熟悉设备的技术控制要求。对于压力表、电子称等一些计量检测设备,要按要求定期检定,看是否准确,是否符合测量要求。
5、成品的检测
对于复合材料航空产品的成品,必须经过严格的检测才能够投入到使用当中。检测可以说是复合材料产品质量控制的最后环节,即使在生产过程中对各种要素都进行了严格的质量控制,也要对产品的成品进行逐个检测,从而保证产品的质量。一般检测内容包括外观、尺寸、重量,以及有无内部缺陷等。X射线法和超声法是成品检测中常用的检测方法。X射线照射零部件,能够探出截面上密度有变化的缺陷,还能检测到夹层结构中蜂窝芯的损坏或扭曲。超声法可以探测成品中分層、脱胶等缺陷。
结语
复合材料航空产品在航空行业中的应用经过多年的研究及发展体现出了不可忽视的使用优势,也是在此背景下就更要保证复合材料航空产品制造的质量,而通过对其制造过程进行质量控制是达到提升产品性能、稳定性、安全系数的重要措施。上文中结合在复合材料航空产品制造中所覆及的内容提出了相应的质量控制措施,但是在实际中还需结合产品制造的实际情况来对质量控制环节及内容进一步进行细化,不断的总结经验、吸取教训,以此来推动复合材料航空产品制造的良好发展。
参考文献
[1] 王振宝.复合材料产品生产过程质量控制与管理[D].南京航空航天大学,2012;
[2] 吴迪.航空复合材料成型控制及研究[J].工程技术:全文版,2016(7):00297-00297;
[3] 凌日文,朱林.复合材料航空产品制造过程质量控制的应用研究[J].质量与可靠性,2013(3):125-128.