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美空军开发低成本可消耗3D打印飞机机翼

2021年4月7日,美国连续复合材料公司宣布完成了美空军研究实验室为期两年的“面向制造的机缘结构设计”(WiSDM)合同项目,成功为洛马公司制造了一副低成本可消耗飞机的机翼。该机翼采用创新的结构设计范式和翼梁连续纤维3D打印(CF3D)、翼肋长纤维注射成型、增材制造工装、蒙皮自动纤维铺放、自动钻孔和机器人装配等制造工艺,显著减少了可消耗机体结构的成本和交付周期。最终制造的完整翼盒在静力试验中成功通过了160%的设计极限载荷。

作者观点:美空军瞄准高端战争潜在需求推进低成本可消耗无人机发展,除通过XQ-58A、“天空博格人”等突破平台总体和系统集成外,还推进快速低成本设计和制造技术发展。连续复合材料公司拥有专利的连续纤维3D打印技术为复合材料增材制造提供了高效解决方案,其原位浸渍、固结和固化等工艺特点及自动化流程显著降低了成本和交货时间。从结果来看,机翼部件能够承载160%的设计极限载荷,空隙率约为1%~2%,且试验后未发现明显缺陷,满足了航空领域严格的机械性能要求,为简化低成本可消耗无人机研制生产提供了新的制造技术储备。

(中国航空工业发展研究中心 阴鹏艳)                                          

本篇供稿:系统工程研究所

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