眾所周知，航空工業(yè)對(duì)系統(tǒng)零部件有著非常嚴(yán)格的質(zhì)量要求，這意味著在生產(chǎn)環(huán)節(jié)結(jié)束之后，還必須對(duì)產(chǎn)品再次進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)缺陷必須立刻糾正。以碳纖維復(fù)合材料航空部件為例，在設(shè)備檢測(cè)的同時(shí)，通常還會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)目視檢測(cè)。這不僅大大延緩了生產(chǎn)進(jìn)度，還降低了生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為碳纖維復(fù)合材料部件規(guī)模生產(chǎn)中的掣肘。
奧地利應(yīng)用科學(xué)研究公司Profactor聯(lián)合眾多合作伙伴于2016年10月1日啟動(dòng)了名為Zaero（零缺陷復(fù)合材料航空部件制造技術(shù)）的研究項(xiàng)目，為期三年，旨在將原本安排在生產(chǎn)環(huán)節(jié)完成之后的檢測(cè)環(huán)節(jié)提前到生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中去，在纖維/材料分層鋪放的過程中分次進(jìn)行，避免事后校正缺陷所耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)、人力和時(shí)間成本，從而將生產(chǎn)效率提升30%-50%。
根據(jù)項(xiàng)目分工，空客集團(tuán)及下屬空客創(chuàng)新中心、西班牙復(fù)合材料研發(fā)應(yīng)用中心（FIDAMC）將承擔(dān)領(lǐng)導(dǎo)作用；設(shè)備制造商（MTorres, Danobat等）以及諸多科研中心將負(fù)責(zé)研發(fā)在線質(zhì)量控制系統(tǒng)（inline quality control system）；Dassault Systemes將提供仿真技術(shù)支持。
根據(jù)Zaero項(xiàng)目計(jì)劃，產(chǎn)品檢測(cè)環(huán)節(jié)分為4個(gè)步驟完成：
1. 在纖維/材料鋪放過程中，使用在線質(zhì)量控制系統(tǒng)對(duì)鋪層進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，提供即時(shí)數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量問題。一旦發(fā)現(xiàn)任何缺陷，在本層纖維/材料鋪放完畢之后立刻處理；如無缺陷，將自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一層纖維/材料的鋪放。這樣，便省去了人工檢測(cè)的麻煩。
2. 在灌注和固化的過程中，對(duì)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控并收集數(shù)據(jù)和信息。通過事先埋放的多處傳感器，記錄樹脂流鋒、固化溫度和進(jìn)程，隨時(shí)叫停。
3. 所有缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有限元分析，計(jì)算其對(duì)部件機(jī)械強(qiáng)度造成的影響，為后續(xù)校正環(huán)節(jié)提供全面的數(shù)據(jù)支持。
4. 整合上述所有采集的數(shù)據(jù)，配合事先接入的輔助決策系統(tǒng)，幫助工作人員制定不同的修正方案。
經(jīng)過上述4個(gè)步驟，大部分常見缺陷都可以被及時(shí)糾正，減輕了后續(xù)系統(tǒng)性無損檢測(cè)的壓力。
這種創(chuàng)新工藝的優(yōu)勢(shì)在于：
- 大幅減少最終系統(tǒng)性無損檢測(cè)中出現(xiàn)的缺陷問題（甚至降低至零）；
- 因?yàn)樽詣?dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的緣故，鋪放過程中的生產(chǎn)效率得到大幅提升；
- 通過傳感器的數(shù)據(jù)反饋，灌注和固化環(huán)節(jié)得到優(yōu)化；
- 缺陷的發(fā)現(xiàn)和校正得到了有力的數(shù)據(jù)支撐；
根據(jù)原定計(jì)劃，該項(xiàng)目將于2019年9月30日收關(guān)，并發(fā)表最終成果。
魯ICP備2021047099號(hào)