现代航空制造中材料技术工艺的应用分析

　　1.现代航空制造业对材料的应用
　　目前航空装备向着轻量化方向发展，即材料必需具有高强度要求下材料要尽量轻。这与宇航工业和产品的工作环境与产品完成的各种任务要求有关。这样我们就会大量应用强度高、重量轻的材料，如钛合金材料，碳纤维。由于飞行器高速飞行产生大量的热，这就需要各种耐热材料，如耐热涂料、金属陶瓷等。为了延长取得航空器滞空时间，取得更好战术效果，提高能效比，需对未来超导材料、石墨烯材料、隐身材料进行研究和应用。另外，电子设备上使用纳米级大规模积成电路及相关电子产品，以提高处理信息的效率；用机载探测设备探测距离。
　　2.现代航空制造业对机器人技术的应用
　　目前我国工业机器人主要是满足国内市场，而且主要应用于汽车行业，包括焊接、检测、搬运、研磨抛光和装配等复杂业作业，在其他领域仍有发展的空间和市场前景。我们可以抓住《中国2025规划》和国家“十三五”规划中对工业机器人和航空制造业支持。结合各自的特点在航空制造业中对发展机器人技术和数控机床技术，使其在制造、航空器装配上发挥机器人技术优点，提高航空产品质量和效率。
　　3.现代航空制造业对高速加工技术的应用
　　高速切削技术具有加工效率高、切削负荷低、传入工件的切削热少及加工变形小等显著优点，20世纪90年代中期已成功应用于航空制造业，并取得了显著的经济效益。
　　飞机结构件中有很多薄壁件及难加工材料，在加工中极易产生变形。航空零件复杂，其加工余量大，结构件尺寸精度和表面粗糙度质量要求较高，高速切削加工飞机薄壁零件有助于降低切削力，减小切削变形，提高加工精度和加工效率。高速切削时切屑排出速度快，切屑可带走大部分切削热，使散热效率提高，减小工件表面的切削热。
　　4.现代航空产品的3D打印技术的应用
　　3D打印技术实属于增材制造技术，它以低成本和短周期的特性，能满足制造中超大、超厚和复杂型腔等特殊结构及极其复杂外形的中小型零件的加工需要，已经成为现代航空航天等产品制造工艺先进性的重要标志之一。
　　钛合金、高温合金和超高强度钢等大型复杂整体高性能金属结构件的激光（电子束）快速成型技术，以金属粉末为原料，通过激光熔化堆积，从零件数模直接完成全致密和整体复杂的高性能金属零件近净成型。与传统锻造技术相比，具有无需锻造设备及锻造模具，材料利用率高、周期短、成本低、柔性高及相应快等特点，该技术在飞机、发动机等的研制中有着重要的应用前景。
　　美国RLM工业公司利用3D打印技术制造“爱国者”防空系统齿轮组件，其制造成本由原来传统工艺的2～4万元减低到1250美元。通用电气公司采用3D打印技术制造发动机钛合金零件，使每台发动机成本节省了2.5万美元。
　　叶盘是发动机中的重要部件，整体叶盘将发动机转子叶片和轮盘形成一体，可以简化结构，减轻质量，并可以提高气动性能。贵阳黎阳航空动力有限公司采用激光快速成型工艺，成功研制出了符合性能要求的钛合金整体叶盘。
　　3.大长径比、难加工材料薄壁壳体类零件自动化智能化制造的解决方案
　　我公司加工部分难加工零件大长径比L/D＞10～15，直径80～120壁厚1～15mm薄壁壳体类。材料为不锈钢、铝合金、钛材料和高强度钢材质，加工部位为筒状零件的外圆面和内表面，加工内容是在薄壁壳体外圆上开孔、加工窗口、攻螺纹及孔内壁反拉孔等内容，主要使用设备为数控车、数控铣、线切割等设备。
　　该类零件加工的难点主要有三点：①加工材料特殊多为难加工材料刀具切削效率低、刀具寿命差，极易影响产品尺寸的一致性和外观质量。②大长径比L/D＞10～15、直径80～120mm、壁厚1～15mm的薄壁壳体类零件加工中零件容易变形，装夹测量困难。③零件加工部位几何尺寸及形状和加工要素相互之间，位置公差要求较严。