复合材料自动铺带技术应用及方案示例
大飞机复合材料的应用

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国外大型军用、民用飞机中复合材料构件的比重迅速增加，波音787的复合材料构件已占结构重量的50以上，A350复合材料构件将占结构重量的52，俄罗斯开发中的MC21，复合材料用量也将占结构重量的40～45，A400M军用运输机上复合材料用量已达结构重量的35。
国内ARJ21复合材料用量不多，大型结构件仅在方向舵上采用了复合材料。大飞机正在研发过程中，考虑到当前和飞机生产出来后（至少7～8年后）的国际水平，参照国外的A380、波音787、A350、A400M、MC21等大型飞机，以及国内设计能力、试验能力、生产设备条件和工艺水平等，大飞机上复合材料构件占结构重量至少应不低于25，达到舵面或机翼采用复合材料结构的水平。而对舵面或机翼复合材料结构件的制造，当前最有优势的制造方法就是自动铺带技术。
自动铺带技术的发展
所谓自动铺带技术，就是采用数控铺层设备，通过数字化、自动化的手段实现复合材料预浸布、带的连续自动切割和自动铺放。主要工作过程为：将复合材料预浸料卷安装在铺放头中，预浸材料由一组滚轮导出，并由压紧滚轮或可随形机构压紧在工装或上一层已铺好的材料上，切割刀将材料按设定好的方向切断，能保证铺放的材料与工装的外形相一致。铺放的同时，回料滚轮将背衬材料回收。
自动铺带作为典型的增料加工成型技术，其成型设备的制造技术涉及机电装备技术、CADCAM软件技术和材料工艺技术等多个研究领域，可实现：
（1）最大限度地利用单向预浸带（优于手工铺层采用的预浸布），并可减轻结构重量；（2）可更自由地设计铺层，发挥复合材料可设计性优势，在应力梯度和应力异常的区域选择性铺放补强，实现了整个结构的零剩余强度；（3）提高工作质量和铺放效率。
f采用该技术，可提高复合材料裁片外形、纤维方向等几何参数的精确度和铺叠位置、方向、角度的准确性，从而避免了人为铺放产生的偏差，如产品出现缺陷的几率大、零件制造质量重复性差、质量分散性大，以及尺寸精度和铺放位置准确度不能满足大尺寸、高精度零件制造的要求等问题。采用复合材料自动铺带技术可在提高质量的同时，大幅度地节省原材料，降低制造成本。同时，由于可以实现整个结构的零剩余强度设计，结构重量大大减轻。自动铺带技术于20世纪70年代由Boei
g、Ci
ci
atiMilacro
、Hercules等公司联合开发，已经经历近40年的发展。目前，世界上复合材料制造技术较先进的公司（如Boei
g公司、AIRBUS公司、r