航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備編制說明

《航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備》編制說明項(xiàng)目背景常州新創(chuàng)航空科技有限公司是集復(fù)合材料零件、自動(dòng)化設(shè)備和生產(chǎn)線、工裝模具等研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的企業(yè)，擁有國內(nèi)外先進(jìn)的復(fù)合材料成型技術(shù)與生產(chǎn)加工設(shè)備，能夠?yàn)楦骱娇掌髽I(yè)提供自主研發(fā)及生產(chǎn)的復(fù)合材料制件、自動(dòng)化設(shè)備和工裝模具。在早期，國外研究人員為解決這種梁肋結(jié)構(gòu)中工字梁的力學(xué)缺陷，考慮到金屬鉚釘、螺栓等外部加強(qiáng)手段會(huì)增加更多的零件組裝，增加額外的重量，Rockwell公司在1982年最早提出縫合復(fù)合面板-梁肋結(jié)構(gòu)避免空隙等造成的剝離破壞，F(xiàn)oster-Miller公司在1998年改進(jìn)加強(qiáng)方式提出使用復(fù)合材料加強(qiáng)針如鈦針或碳纖維針連接面板-梁結(jié)構(gòu)。這種方法避免了金屬件的增重，但操作繁瑣，制備成本較高?，F(xiàn)Boeing及Airbus等飛機(jī)制造的先進(jìn)企業(yè)已有了專用于航空碳纖維填充芯材的工藝裝備，實(shí)現(xiàn)了航空碳纖維填充芯材構(gòu)件的半商業(yè)化，而我國目前還采用手工操作的方法進(jìn)行航空碳纖維填充芯材的制造，手工操作存在較大的問題，產(chǎn)品尺寸和性能控制不穩(wěn)定，生產(chǎn)不連續(xù)，且耗時(shí)長。針對國內(nèi)現(xiàn)狀，我們選用了一種常見的預(yù)浸料材料，通過制備、檢測航空碳纖維填充芯材，對預(yù)浸料手工制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，并且建立其初步評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為工藝參數(shù)優(yōu)化以及航空碳纖維填充芯材質(zhì)量檢測提供參考。同時(shí)研制出一套用于不同預(yù)浸料不同R角的航空碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備，并對其成型工藝進(jìn)行優(yōu)化分析，以實(shí)現(xiàn)航空碳纖維填充芯材成型的連續(xù)穩(wěn)定，達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)的目的。利用航空碳纖維填充芯材手工制備方法，討論了在制備航空碳纖維填充芯材時(shí)，預(yù)浸料添加量對航空碳纖維填充芯材內(nèi)外部質(zhì)量的影響。通過尺寸測量、無損檢測、金相表征、彎曲測試等方法得到了綜合質(zhì)量較好的航空碳纖維填充芯材試樣，得到了初步的質(zhì)量評價(jià)方法及參照標(biāo)準(zhǔn)，最終綜合其他誤差因素修正了預(yù)浸料寬度與R角尺寸的計(jì)算關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論了不同手工操作方式對航空碳纖維填充芯材質(zhì)量的影響?；诤娇仗祭w維填充芯材制備的技術(shù)條件，并參考先進(jìn)拉擠成型裝置的特點(diǎn)，完成了航空碳纖維填充芯材設(shè)備的研制。對航空碳纖維填充芯材設(shè)備中工藝參數(shù)的優(yōu)化研究，涉及到預(yù)浸料添加量、送料張力、牽引速度和成型溫度等，航空碳纖維填充芯材的表面質(zhì)量、外形尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能不斷在變化，最終得到能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)制備合格航空碳纖維填充芯材的工藝參數(shù)范圍，預(yù)浸料添加量在理論值120%，成型溫度80℃，送料張力在10N，牽拉速度在≤2m/min的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該航空碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備較之于手工制備，尺寸穩(wěn)定，缺陷少，纖維準(zhǔn)直，且質(zhì)量連續(xù)穩(wěn)定。航空碳纖維填充芯材作為飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（升降舵、機(jī)翼等）中不可缺少的結(jié)構(gòu)件，其成型方法及質(zhì)量控制具有重大的工程意義。針對國內(nèi)現(xiàn)有制備工藝落后的情況，在國外航空碳纖維填充芯材制備方法調(diào)研的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)一套適用于不同R角航空碳纖維填充芯材制備的自動(dòng)化設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)航空碳纖維填充芯材的自動(dòng)化生產(chǎn)及保障其質(zhì)量的連續(xù)穩(wěn)定。從設(shè)計(jì)、操作角度來說，采用外界加強(qiáng)的方式簡易有效，工程上大量采用金屬配件加強(qiáng)或者航空碳纖維填充芯材填充。但是如果考慮到成本、減重、增強(qiáng)效果等因素，金屬件加固增加了額外的重量，且裝配過程復(fù)雜，因此，制備航空碳纖維填充芯材增強(qiáng)這種梁肋結(jié)構(gòu)較優(yōu)。航空碳纖維填充芯材增強(qiáng)作用最為明顯，且該材料密度小，環(huán)保，在航空航天結(jié)構(gòu)上應(yīng)用廣泛。項(xiàng)目來源為了提高產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提高企業(yè)應(yīng)變能力，以更好的滿足社會(huì)需求，同時(shí)為江蘇精品的認(rèn)證提供技術(shù)依據(jù)，經(jīng)常州新創(chuàng)航空科技有限公司申請，2024年5月9日，江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì)批準(zhǔn)《航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目（蘇質(zhì)協(xié)【2024】19號）的正式立項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)制定工作簡況標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)單位及人員本標(biāo)準(zhǔn)由江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì)提出并歸口。3.2主要工作過程團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng)后，標(biāo)準(zhǔn)起草單位組織相關(guān)技術(shù)人員以相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以公司自主制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為支撐，經(jīng)過充分的調(diào)研與分析研究，在起草組內(nèi)部進(jìn)行多次研討，修改形成《航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2023年10月初成立了“航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)起草小組。2023年11月，起草小組對收集的資料進(jìn)行整理研討，比對相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開始起草“航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的草案。2024年6月，組織省內(nèi)外專家、新北區(qū)市場監(jiān)管局、有關(guān)用戶單位等對團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的草案進(jìn)行研討，在多次研討后形成征求意見稿，并將征求意見稿報(bào)送至江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì)，6月20日在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)及江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì)官方網(wǎng)站公開征求意見。標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容及確定依據(jù)4.1編制原則4.1.1標(biāo)準(zhǔn)的編制遵循GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》進(jìn)行起草。4.1.2團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容制定是在吸收國內(nèi)外航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備行業(yè)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，廣泛收集國內(nèi)同行及使用廠家的意見，結(jié)合我國航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀，作為制定本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)依據(jù)。制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)時(shí)既考慮實(shí)用性和可操作性，也力求使技術(shù)要求符合國內(nèi)外填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備行業(yè)發(fā)展的需要。4.2主要內(nèi)容及確定依據(jù)4.2.1主要框架本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了航空用碳纖維填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備的型式、主要參數(shù)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。4.2.2引用和參考的標(biāo)準(zhǔn)GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T5226.1-2019機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件GB/T7111.1紡織機(jī)械噪聲測試規(guī)范第1部分:通用要求GB/T7111.6紡織機(jī)械噪聲測試規(guī)范第6部分:織造機(jī)械GB/T28461碳纖維預(yù)浸料FZ/T90001紡織機(jī)械產(chǎn)品包裝FZ/T90074-2021紡織機(jī)械產(chǎn)品涂裝FZ/T90089.1紡織機(jī)械銘牌型式、尺寸及技術(shù)要求FZ/T90089.2紡織機(jī)械銘牌第2部分：內(nèi)容4.2.3主要內(nèi)容的確定（主要技術(shù)指標(biāo)及其確定依據(jù)）4.2.3.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于捻子條自動(dòng)拉擠成型設(shè)備，包括：對中心放卷裝置、裁切裝置、加熱裝置、擠壓成型裝置、牽拉切割裝置。4.2.3.2主要內(nèi)容及說明4.2.3.2.1本文規(guī)定了術(shù)語及定義對中心放卷裝置、裁切裝置、加熱裝置、擠壓成型裝置、牽拉切割裝置4.2.3.2.2本文件規(guī)定了產(chǎn)品的命名、主要參數(shù)及主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4.2.3.2.3技術(shù)要求規(guī)定如下：（1）對整機(jī)質(zhì)量提出了要求。（2）對電氣控制部分各控制按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)提出了要求。（3）對電氣控制系統(tǒng)及電氣線路布置提出了要求（4）對設(shè)備外觀表面提出了要求（5）對安全防護(hù)裝置提出來要求（6）對航空碳纖維填充芯材質(zhì)量提出了要求4.2.3.2.4本文件規(guī)定了對中心放卷裝置、裁切裝置、加熱裝置、擠壓成型裝置、牽拉切割裝置、生產(chǎn)質(zhì)量試驗(yàn)等試驗(yàn)方法。4.2.3.2.5本文件的檢驗(yàn)規(guī)則規(guī)定了檢驗(yàn)分類、出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。4.2.3.2.6本文件規(guī)定了填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。5團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)水平對比情況5.1《填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，無對比6與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性6.1目前國內(nèi)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)：無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)6.2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性6.2.1本標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)無沖突，與我國有關(guān)法律法規(guī)和其他標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)，無矛盾抵觸。6.2.2本標(biāo)準(zhǔn)不存在低于相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)等推薦性標(biāo)準(zhǔn)的情況。7社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，維護(hù)用戶權(quán)益，提高企業(yè)核心競爭力，在更好的滿足社會(huì)需求同時(shí)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。產(chǎn)品覆蓋了國內(nèi)各大航空主機(jī)廠：1.上海飛機(jī)制造有限公司2.中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司3.成都飛機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司4.西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司5.沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司6.江西昌河航空工業(yè)有限公司目前本公司的填充芯材自動(dòng)拉擠成型設(shè)備的國內(nèi)市場占有率位居前一。8重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)在團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中，廣泛征求了機(jī)行業(yè)相關(guān)單位和業(yè)內(nèi)專家的意見和建議，主要針對團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求范圍做了深入研討，各有關(guān)行業(yè)單位和行業(yè)專家結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出了作為數(shù)據(jù)支撐的有力依據(jù)，最終對標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)成一致。編制過程中對團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容并未產(chǎn)生重大意見分歧。9貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布后，在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管部門指導(dǎo)下，擬采取的標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作計(jì)劃如下：1、標(biāo)準(zhǔn)宣傳推廣。借助網(wǎng)站新聞、行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)會(huì)議、雜志等多種形式推廣宣傳