复合材料成型向整体化方向发展
思瀚产业研究院    2023-10-19

发展复合材料整体成型是指采用复合材料的共固化、共胶接、二次胶接或液体成型等技术和手段，大量减少零件和紧固件数目，从而实现复合材料结构从设计到制造一体化成型的相关技术。

在复合材料结构的设计和制造过程中，充分利用了固化前复合材料灵活性的特点，将几十甚至上百个零件减少到一个或几个零件，减少了结构的分段和对接从而大幅减少结构质量，因制备先进复合材料的原材料价格较高，减轻质量直接带来成本的降低。

在航空航天复合材料承力结构的机械连接中所用的紧固件多为钛合金，成本较高；施工中钻孔和锪窝难而慢，须用特殊刀具，容差要求严、成本高；装配中要注意防止电化腐蚀，必须湿装配，耗时费力、成本高。整体成型技术可以成数量级地减少紧固件的使用量，大幅降低结构质量，同时，能减少原料、加工、装配等成本，进而降低制件总成本。

航空复合材料整体成型的杰出代表是美国第五代战斗机 F-22，通过一体化技术实现了将 11,000个金属零部件减少为 450 个，600个复合材料零部件减少为 200 个，135,000 个紧固件减少为 6,000 个，不仅显著减少工序、减轻重量、降低成本，而且还有利于部件间的融合设计，是复合材料成型技术的一个重要发展方向。