航空先進制造技術

2024年3月28日發(作者：攝影社團)

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第四章 航空先進制造技術

一、 前言（5分鐘）

航空制造技術對提高航空產品性能、減輕結構重量、延長使用壽命、縮短研制周期、降

低成本、提高可靠性起著關鍵性的作用;航空制造技術的發展，促進了航空產品的升級換代。

隨著科學技術的發展，航空制造技術已集機械、電子、光學、信息、材料、生物科學和管理

學為一體，形成了一種多學科交叉、技術密集的體系，它集聚了制造業的先進技術，使航空

產品成為了工業領域皇冠上的明珠。

航空制造技術推動航空產品的更新，航空產品牽引了制造技術的發展，形成了一代航空

產品、一代制造技術的不斷循環，促進了航空工業的發展。

國外F22、F35、B787、A380、大型軍用運輸機A400M等新一代飛機及其發動機采用

的先進制造技術代表了當前國外航空先進制造技術，其可概括為：大型金屬整體結構制造技

術、大型復合材料整體結構制造技術、先進焊接技術、飛機自動化裝配技術和數字化制造技

術。

二、 國外航空先進制造技術（80分鐘，重點內容）

1. 大型金屬整體結構制造技術

為提高飛機和發動機結構效率，金屬整體結構尺寸越來越大，結構集成度越來越高，加

工與成形難度更大，成為了新一代飛機及其發動機制造的關鍵技術。大型金屬整體結構制造

技術主要有：高效數控加工技術、精密鈑金成形技術、增材制造技術。

(1)高效數控加工技術

數控加工技術在飛機和發動機金屬零件加工中得到廣泛應用，由于零件采用難加工材料

和結構的大型化整體化，配置先進的數控加工技術和設備十分必要。國外軟件先進、配置完

善，形成了以CATIA、UG(NX)、Pro/E等為典型代表的三維CAD/CAM軟件環境，開發了

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以VeriCut為代表的數控加工仿真工具、ICAM為代表的后置處理軟件，形成了從三維設計

模型到數控程序生成的全三維數據的數字化處理環境和商品化工具。數控加工技術趨于成

熟，設備研制生產能力強，并形成系列化產品。高速銑削新技術的研究近十年來發展迅速，

當前日本Kitamura 研制的SPARKCUT600 加工中心主軸轉速達到150000rpm，代表了高

速銑削設備的最先進水平。數控加工技術發展迅速，在美國JSF項目、歐洲空客A380項

目和英國Roll Royce公司發動機項目上得到了廣泛應用;在高速銑削工藝方面的典型應用

有：Remele公司采用轉速40000r/min的高速切削設備對壁厚0.76mm的直升機薄壁結構

件進行了精確加工。普惠公司鈦合金葉片采用主軸轉速為20，000rpm的高速機床加工，生

產效率提高15%～20%。

(2)精密鈑金成形技術

精密鈑金成形技術廣泛用于飛機和發動機金屬零件制造，它與計算機技術、現代測控技

術相結合，構成了金屬塑性先進成形技術。

國外金屬成型領域廣泛采用數字化制造技術。在工藝仿真研究方面：根據美國科學研究

院的測算，采用工藝仿真能縮短產品研發周期30%～60%，材料利用率提高25%，成本降

低5%～20%。在產品制造中：實現了工藝過程數字化控制和檢測，大幅提高了產品制造精

度和生產效率。數字化應用的典型實例有，柔性多點模具蒙皮拉形工藝，采用了幾何信息數

字傳遞方式，作為生成模具型面、拉形過程控制、檢測蒙皮外形和蒙皮切邊的依據，通過數

字化工裝，數字化檢測和切邊工具，實現全過程數字化制造。精密鈑金成形技術在飛機和發

動機結構制造中應用的典型技術：蠕變時效成形技術應用于空客A380飛機機翼上壁板制

造，噴丸成形技術應用于空客A380飛機機翼下壁板制造;超塑成形/擴散連接技術(SPF/DB)

應用于美國F-22飛機后機身高強鈦合金隔熱板、B-2飛機大型鈦合金零件和英國Roll Royce

發動機大型鈦合金寬弦空心風扇葉片等零件制造。

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