复合材料增材制造技术在直升机上的应用前景

郭步高 吴东波 刘 根

（中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001）

0 引言

材料的研制与直升机的更新换代密不可分，而航空领域对材料的要求更为苛刻，除了轻质高强外，还需要良好的耐高温/低温、耐腐蚀以及抗疲劳等性能。自第三代直升机诞生以来，随着制造水平的稳步提升，传统的木质和金属结构件已逐渐被复合材料所取代，而机体结构复合材料的使用量也成为评价直升机技术水平的重要指标之一[1]。

目前，绝大部分复合材料都在使用传统的成型方法，较为常用的复材成型方法有手糊成型、喷射成型、模压成型以及RTM 成型等。其中，手糊成型历史悠久，其加工成本低，但精度和稳定性难以保持且效率较低。喷射成型损耗大且可控性差。模压成型及RTM 成型都需要昂贵的模具，不易制作外形复杂的零件[2]。

随着“工业4.0”时代的到来，个性化和数字化的生产模式孕育而生，在航空航天领域，复合材料成型技术发展迅速。随着增材制造技术在金属材料成型上的发展，越来越多的人将目光投向了复合材料。增材制造的核心思想是“离散-堆积”，狭义上来说，它是一种以激光、电子束以及电弧等为热源，熔化粉材、丝材，逐层堆积并形成实体的技术；广义上来说，任何逐层累积的加法制造都属于增材制造领域，这种新型成型方式不需要模具和铸锻设备，成型快且自动化水平高，理论上适合成型各种形状复杂的零件。针对直升机上各种复杂且数量众多的零部件，将增材制造技术引入复合材料成型领域可以有效地克服传统复材成型方式带来的弊端，此外，独特的成型方式在结构优化方面也有非常重要的作用。……