新型融合机身制造系统（llAMS）

MTorres与空中客车公司联合开发了一种用于干燥碳纤维的AFP叠层系统，该系统可用于高温灌注技术。该项目在今年的JEC复合材料创新奖中被公认为航空航天工艺类别中最具创新性的项目，该奖项于2022年JEC世界博览会期间宣布。该文章已发表在JEC复合材料杂志第148期。

根据Cleansky 2计划，空中客车公司希望为干燥纤维提供一种AFP叠层系统，该系统能够与高温复合材料制造以及灌注、轻质、便携和节能等高水平要求兼容。该计划的最终目的是证明一种成本较低的预浸料/高压釜替代技术以减少交付周期和环境足迹，同时实现高设计公差精度和高质量水平。

不久前，MTorres公司开发了Torreswing机身，这是IIAMS项目开发的一个先例。由于MTorres在复合材料领域的专业知识和技术，MTorres获得了独立开发IIAMS项目的资格。但要面对使用干燥碳纤维和使用高压釜外技术（OoA）通过液体树脂灌注（LRI）制造大型一级结构的机身，此项目依旧是一个巨大挑战。

IIAMS项目与设计轻重量、高性能新型复合材料结构有关。具体地说，这一创新系统必须能够制造碳纤维复合材料结构的可飞部件，同时这种结构必须通过灌注工艺来制造。此外，所有结构部件必须由AFP叠层制造，以获得更高的强度。此外，还需大幅降低成本。图注：C-295涡轮螺旋桨演示机左右翼均采用树脂灌注，对一个4米长的无紧固件外扭矩箱进行的三维模拟图

从图中可以看出，该团队开发了一个4米长的外部扭矩箱（无紧固件）的所有部件，除了一个外壳外，还为C-295涡轮螺旋桨演示机的左右翼都使用了热塑性树脂注入。此过程必须一次性完成，包括蒙皮、翼梁、桁条和加强件的制造，所有部件都有不同的形状和厚度。

翼盒使用宽12.7 mm的干燥碳纤维胶带和高温（Tg =180°C）固化树脂，配备节能工具、低成本加热系统和基于传感器的数字控制和模拟，以预测和管理加工步骤。

项目最苛刻的要求之一是可移植性。至关重要的是，所有的工具和制造设备都是便携式和灵活的，以满足在任何制造现场的工况需求。自动热灌注系统（ACTI）就是为此目的而设计的，对桁条和翼梁（包括其加强件）进行热覆盖成形；桁条、翼梁、加强筋和蒙皮的整体注入；和固化循环，无需使用树脂，只需真空条件。此外，为了追求轻量化和公差精度，该模具采用CFRP材料制成。

图注：AFP用于铺设翼盒蒙皮、纵梁和翼梁2D坯料

在开发阶段，他们使用由TorresTape生产的12.7mm宽、300g/m²干燥碳纤维胶带进行工艺设置和调整，该胶带由三菱Rayon 50K高强度（HS）纤维制成，由于它的设计便于在灌注过程中以及在使用AFP头的铺层过程中发挥良好的性能，因此成本更低。

最后，但并非最不重要的是，将模具加热至120°C，使用定位器、垫板和数字技术来监控制造过程，并将它们全部放入ACTI系统中。将Hexcel RTM6环氧树脂加热至70°C，然后通过单个树脂进料位置灌注。尽管过程复杂，但灌注速度相对较快，随后使用与热覆盖成型（HDF）相同的设备在180°C热空气条件下进行两个小时的固化。

图注：MTorres开发的一种新型复合材料组件制造工艺

首个设计原型在仅不到16个月的时间内建成（工程、工艺、测试、模具和原型制造）。IIAMS项目代表了欧洲首个使用LRI和OoA复合材料制造的可飞行碳纤维翼盒产品先例。

此文由中国复合材料工业协会翻译，文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。