（6）经编

    针织在航空航天工业的应用很有潜力。而采用经向针织技术，并与纤维铺放概念相结合，制造的多轴多层经向针织织物一般称为经编织物。这种材料由于不弯曲，因此纤维能以最佳形式排列。经编技术可以获得厚的多层织物且按照期望确定纤维方向，由于不需要铺放更多的层数，极大提高经济效益。国外目前已经能够在市场上获得各种宽幅的玻璃和碳纤维经编织物。这种预成形体有两个优点：一是与其他纺织复合材料预成形体相比成本低；二是它有潜力超过传统的二维预浸带层压板，因为它的纤维是直的，能够在厚度方向增强从而提高材料的层间性能。但是目前限制其应用的主要原因是原材料成本高以及市场化程度不够。国外航空航天工业部门正在研究将这种技术用于次承力和主承力构件，已经在飞机机翼桁条和机翼壁板上进行了验证，预计未来将在飞机制造中广泛应用。

    针对以上预成形体制造技术，国外近年还开展了多种研究，如美空军实施复合材料结构斜织预成形体开发计划，取消铺层工序，以降低加工整体复合材料结构的复杂程度及成本。

    （7）层板及蜂窝结构制造技术

     纤维增强金属层板（FRML）是由金属薄板和纤维树脂预浸料交替铺放胶合而成的混杂复合材料。改变金属类型和厚度、纤维树脂预浸料系统、铺贴顺序、纤维方向、金属表面处理和后拉伸度等可改变FRML的性能，以用于不同地方。现在的FRML主要使用铝合金薄板。由于使用铝锂合金可提高FRML的比刚度，使用钛合金可大大可提高FRML的耐温性，所以以铝锂合金或钛合金为基的FRML也在考虑和研究中。FRML中的纤维可以是玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维，它们各自与铝合金板组合后可构成三种性能不同的FRML，分别称为GLARE、ARALL和CARE。如今，FRML多指这三种材料。纤维预浸料用的胶主要是热固性的环氧树脂胶，也可使用热塑性塑料如PEEK、聚苯硫醚和聚酰胺等取代热固性树脂胶。胶接蜂窝夹层结构也是一种特殊的结构用复合材料，它把蜂窝开关的夹芯材料夹在两块面板之间并用胶粘剂粘接。因为具有良好的比强度和比刚度，因此在未来的大型军用运输机及无人机等机体具有相当广泛的应用前景。

    这些技术虽然民用更为广泛，但在军用飞机上的应用潜力也很大。如A380在复合材料成熟技术支撑下，除碳纤维复合材料之外，空客还选定玻璃纤维增强的铝合金层板Glare来制造27块机身壁板。这一技术是A380 大型运输机将大范围地采用创新材料的一个关键里程碑，StorkFokker公司的工厂已开始使用新型加工工艺大批量地生产该机机身壁板。被称为Glare 的材料，是一种短玻璃纤维增强铝合金，这种材料是由铝合金薄板与环氧树脂玻璃纤维夹芯粘接在一起形成的金属和复合材料交叠结构。Glare大约比铝合金轻25%，有更好的抗疲劳强度和抗冲击性。Glare 材料的一个优点是成形零件可以像铝合金构件一样铆接到飞机上。事实上，Glare材料可以如同整体铝合金件一样钻孔和切削，因此可以使用同样的工具进行修理。Glare材料的使用将使A380飞机减重近1t（800kg），上机身壁板使用面积达470m2，共使用27块Glare壁板，最长的达11m。生产厂扩建了12000m2以适应这种材料的制造，目前已经制造了机身壁板。但是Glare板比铝合金昂贵，但如果成形为零件，如双曲度壁板，则最终成本与拉伸铝合金壁板几乎一样。这一技术在大型军用运输机上具有广泛的应用前景。

    复合材料零件成形及制造技术

   目前在飞机机体上采用的复合材料零件成形技术主要包括：

    （1）树脂转移模塑成形技术

    RTM工艺的主要原理是在模腔中铺放按性能和结构要求设计的增强材料预成形体，采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统，以保证树脂流动流畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，还具有加热系统，可加热固化成形复合材料构件。它是一种不采用预浸料，也不采用热压罐的成形方法。因此，具有效率高、投资、绿色等优点，是未来新一代飞机机体有发展潜力的制造技术。

    树脂转移模塑成形技术是一种低成本复合材料制造方法，最初主要用于飞机次承力结构件，如舱门和检查口盖。1996年美国防务预研局开展了高强度主承力构件的低成本RTM 制造技术研究。目前中小型复合材料RTM零件的制造已经获得了较广泛的应用，而大型RTM件也在JSF的垂尾上应用成功。该方法的优点是环保、形成的层合板性能好且双面质量好，在航空中应用不仅能够减少本身劳动量，而且由于能够成形大型整体件，使装配工作量减少。但是树脂通过压力注射进入模腔形成的零件存在着孔隙含量较大、纤维含量较低、树脂在纤维中分布不匀、树脂对纤维浸渍不充分等缺陷，因此该技术还有改进潜力。

    由于该技术还存在以上缺点，因此未来发展是降低工装成本、提高结构件性能、减少废品率。因此，在该技术基础上又开发了真空辅助树脂注塑成形（VARI）技术，辅助树脂被织物吸收，不仅可降低孔隙率，预成形纤维更紧密，真空形成的负压，树脂就顺真空通路沿预成形体各层面流动，从而充分浸渍纤维，并使纤维/树脂分布均匀。其中提高性能，主要是为了采用RTM制造高强度主要结构件，为此，美国国防预研局开发了Z向纤维增强RTM技术，该技术可在织物横向或增强蒙皮界面处采用不连续纤维增强。这种新型制造理论可不通过编织或缝合实现三维结构。该技术在应用过程中有几项关键技术要解决：充填过程模拟技术、热传递和固化反应研究、注射方法研究、RTM 设备研究。

    （2）树脂浸渍技术

    RFI工艺是一种树脂膜熔渗和纤维预制体相结合的一种树脂浸渍技术。其成形过程是将树脂制备成树脂膜或稠状树脂块，安放于模具的底部，其上层覆以缝合或三维编织等方法制成的纤维预制体。然后依据真空成形工艺的要点将模腔封装，于热环境下采用真空技术将树脂由下向上抽吸。树脂膜受热后黏度降低，沿着预制体由下向上爬升，从而填满整个预制体空间，随即依照固化工艺，制成复合材料制件。该技术由于只采用传统的真空袋压成形方法，免去了RTM工艺所需的树脂计量注射设备及双面模具的加工，在制造出优异的制品的同时大大降低了制品的成本。目前在航空领域主要应用于飞机雷达天线罩。但是该工艺虽然不采用热压罐固化零件，但还需要真空袋系统进行固化，而且工艺温度要求高，所以要求核心材料和工装能够承受高温。该技术包括的关键工艺技术包括：预形件成形（三维编织及缝合等技术）、树脂流动模拟及控制、编织及缝合设备研究。

    （3）纤维缠绕

    该工艺主要用于空心、圆形及椭圆零件，如管路及油箱。纤维束通过一个树脂池后以各种方向和速度缠绕到芯轴上，方向和速度由纤维进给机控制。这是一项已经发展较为成熟的技术，无论是在自动化、速度、变厚度、质量和纤维方向上都得到了巨大改进。它是筒形件的低成本快速制造方法。目前三维编织主要是成本高、自动化程度低；未来可能用于昂贵的钛合金接头和发动机叶片等，而且在成本上有所减少。

（4）拉挤

    拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材（工字形、槽形、方形型材）等。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点是：

    · 生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；
    · 拉挤成型制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；
    · 制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求；
    · 生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故较其它工艺省工，省原料，省能耗；
    · 制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。拉挤成型工艺的缺点是产品形状单调，只能生产线形型材，而且横向强度不高。

    挤成型工艺过程是由送纱、浸胶、预成型、固化定型、牵引、切断等工序组成。无捻粗纱从纱架引出后，经过排纱器进入浸胶槽浸透树脂胶液，然后进入预成型模，将多余树脂和气泡排出，再进入成型模凝胶、固化。固化后的制品由牵引机连续不断地从模具拔出，最后由切断机定长切断。在成型过程中，每道工序都可以有不同方法：如送纱工序，可以增加连续纤维毡，环向缠绕纱或用三向织物以提高制品横向强度；牵引工序可以是履带式牵引机，也可以用机械手；固化方式可以是模内固化，也可以用加热炉固化；加热方式可以是高频电加热，也可以用熔融金属（低熔点金属）等。

    拉挤成型工艺除立式和卧式机组外，尚有弯曲形制品拉挤成型工艺，反应注射拉挤工艺和含填料的拉挤工艺等。目前该技术在航空领域应用并不广泛，一是由于模压技术水平难于达到其它金属模压质量要求，二是相对其它金属型材成本高。此外，该技术的未来发展必须能够制造多种截面材料，如变截面形状和曲面型拉挤工艺。