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航空百問:你見過編織出來的飛機零件嗎?

2022-06-21 09:54 中國航空新聞網 航空工業 專欄

零件在我們的生活當中可謂無處不在,因為它是構成機械的基本元件。生產零部件的方式也是多種多樣,常見的方式有3D打印、機械加工等。

但你見過編織出來的零件嗎?

在生活中提到編織,首先想到的是織毛衣、織麻袋、編竹簍等。它們盡管形狀、用途各異,但其編織原理都是一樣的。其實飛機上的很多零件也是編織出來的。

隨著科技的發展,如今飛機制造中大量使用復合材料。而復合材料是由一束束的纖維組成,纖維就好比一根根絲線,飛機上的零件也能像織衣服一樣被編織出來。

飛機的不同部位對零件的形狀要求也有所不同。飛機的很多零件需呈現“桶”狀或“管”狀結構,因此在制造零件之前會靈活選擇所需要的模具,然后進行編織,并根據實際的強度需要進行第二層甚至更多層的編織,從而達到理想厚度。

但剛編織完成的織物像毛衣一樣柔軟且具有縫隙,因此還需對織物進行后續的膠液浸漬,讓膠液填滿纖維間的縫隙,并在膠液固化時發生反應,從而使得整個織物變得非常堅硬。

由于編織模具賦予了零件所需的外形,因此在浸膠固化后零件便可從模具上被直接取下,也可將編織完成的織物從一個模具移至另一模具上進行膠液浸漬、固化定型,從而形成所需的各類編織復合材料零件。

編織的復合材料是一個整體網狀結構,紗線或纖維束在空間中相互交織,因其內部縱橫交織,從而增加了傳力路徑,相較于傳統的單向層和復合材料而言具有更加優異的抗沖擊損傷性能。

與傳統金屬材料相比,編織的復合材料實現了顯著的減重效果,其重量只有相同鋼結構重量的五分之一。因此編織復合材料是制作承力結構復合材料的理想預制件。

此外,編織工藝是一個低成本高效率的技術,編織復合材料零件也憑借其優異的力學性能及良好的可設計性等特性,被越來越廣泛地應用于航空領域。預計未來也將在汽車、民用基礎設施以及醫療器械等更多領域顯示出其巨大的潛力。

責任編輯:王慧