大客翼身組合體綜合驗證項目是為了化解大客 全機格蘭特試驗進(jìn)度風(fēng)險和技術(shù)風(fēng)險,對多項關(guān)鍵設(shè)計及制造技術(shù)開展預(yù)驗證的重要關(guān)鍵項目。2012年2月,作為C919大型客機主要的機體制造商,西飛全面啟動了研制工作,并嚴(yán)格按照中國商飛質(zhì)量要求,積極開展工程數(shù)據(jù)工藝審查,及時編發(fā)了制造一級網(wǎng)絡(luò)計劃和研制工藝工作二級網(wǎng)絡(luò)計劃,明確了技術(shù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)準(zhǔn)備、零組件配套、總裝裝配等過程控制節(jié)點。技術(shù)團(tuán)隊大力開展新材料、新工藝、新技術(shù)科研攻關(guān),突破了C919機翼下中壁板噴丸成型技術(shù)難關(guān),全面掌握了大型復(fù)雜鈦合金零件熱處理變形控制技術(shù)。
激光快速成型新工藝
針對大客 諸多新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,西飛先后突破多項技術(shù)難題,填補了國內(nèi)技術(shù)空白。如:大型客機首次在國產(chǎn)機型采用激光成型件加工中央翼緣條;首次采用鋁鋰合金材料加工機身蒙皮;20mm超厚機翼蒙皮數(shù)控噴丸成形技術(shù),17米機翼折彎長桁加工技術(shù)的成功研制,標(biāo)志著大型客機核心制造技術(shù)取得了初步成果。
航空制造是一個非常復(fù)雜的行業(yè),涉及到材料、電子、機械等各個方面。隨著中國加快大 的自主化進(jìn)程,對于新型精密切割、焊接等的需求越來越大,這將帶動相關(guān)零配件產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。相對于傳統(tǒng)加工方式,激光加工是一個不錯的選擇。其實激光作為新一代先進(jìn)的加工技術(shù),已經(jīng)應(yīng)用到 制造的各個環(huán)節(jié)。
西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室,是我國3D打印技術(shù)研發(fā)最出色的單位之一,主要發(fā)展名為“激光立體成形”的3D打印技術(shù)。該技術(shù)通過激光融化金屬粉末,幾乎可以“打印”任何形狀的產(chǎn)品。其最大的特點是,使用的材料為金屬,“打印”的產(chǎn)品具有極高的力學(xué)性能,能滿足多種用途。
“隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,零件構(gòu)造越來越復(fù)雜,力學(xué)性能要求越來越高,重量卻要求越來越輕,通過傳統(tǒng)工藝很難制造。而3D打印則可以滿足這些需求。”西工大凝固技術(shù)國家重點實驗室主任黃衛(wèi)東說。
在這個實驗室,記者透過“打印機”的玻璃窗看到,一束激光在計算機控制下移動,激光頭兩側(cè)噴嘴噴出的金屬粉,被激光熔化,一層層凝固、堆積。一小會兒,一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬件展露出雛形。
為國產(chǎn)大 C919制造中央翼緣條,是3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的典型。據(jù)黃衛(wèi)東介紹,中央翼緣條長達(dá)3米,是大型鈦合金結(jié)構(gòu)件,作為機翼的關(guān)鍵部件,以我國現(xiàn)有制造能力無法滿足需求,如果向國外采購,勢必影響大 的國產(chǎn)化率。西工大與中國商用 有限公司合作,應(yīng)用激光立體成形技術(shù)解決了C919 鈦合金結(jié)構(gòu)件的制造問題。“激光立體成形制造成本與國外鍛壓制造成本差不多,最重要的是形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特色新技術(shù)。”黃衛(wèi)東說,這項技術(shù)在航空航天發(fā)動機等關(guān)鍵部件的制造上也得到了運用。
西工大3D打印技術(shù)對零部件的修復(fù)也獨樹一幟。航空航天零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂,一旦出現(xiàn)瑕疵或缺損,只能整體更換,可能造成數(shù)十萬、上百萬元損失。而通過3D打印技術(shù),可以用同一材料將缺損部位修補成完 狀,修復(fù)后的性能不受影響,大大節(jié)約了時間和金錢。
黃衛(wèi)東說,3D打印技術(shù)其實離生活非常近,不僅僅是打印立體照片,在醫(yī)學(xué)上也得到應(yīng)用,比如植入的人工關(guān)節(jié)以往是按型號選配,通過3D打印技術(shù),則可以制作最適合患者的鈦合金關(guān)節(jié)。
結(jié) 語
在中國商飛、中航 西飛、上海 設(shè)計研究院參研團(tuán)隊的共同努力下,2013年6月26日,C919翼身組合體綜合驗證項目中央翼上壁板開鉚儀式如期舉行;9月至10月,中央翼、外翼翼盒、中機身總裝相繼開鉚;11月25日,翼身組合體綜合驗證項目“中機身、外翼翼盒大部段”順利總裝下線,標(biāo)志著C919 研制取得了重大節(jié)點性勝利。截至目前,西飛先后完成了大客翼身組合體綜合驗證項目前機身、中機身、中后機身裝配對接,外翼翼盒與機身裝配對接,以及起落架安裝等各大部段裝配任務(wù),并順利實現(xiàn)交付。
翼身組合體綜合驗證項目是整個C919大型客機項目研制中首項核心大部件制造及裝配項目,該項目的如期交付對拉動整個項目研制進(jìn)度、突破制造技術(shù)障礙、加快各相關(guān)試驗驗證項目的全面啟動起到了積極的促進(jìn)作用。同時,憑借激光鈦合金成形技術(shù),中國在航空材料科學(xué)領(lǐng)域 次走在了世界先進(jìn)水平的前列,并為中國航空工業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。



