热塑复材上下机身 纵向焊接连接

本文摘要（由ai生成）：

这篇文章主要报道了多功能机身演示器（MFFD）的上、下机身半壳使用 CO2 激光焊接的情况。MFFD 是世界上最大的热塑性复合材料（TPC）飞机结构，其上下机身半壳采用 Fraunhofer IWS 开发的 CONTIjoin 工艺进行连接。该工艺旨在提高 TPC 飞机机身的技术准备水平，并使每月生产 60-100 架飞机，机身重量减少 10%，经常性成本减少 20%。

多功能机身演示器的热塑性复合材 料上半壳和下半壳使用 CO2 激光焊 接，总长度为 8 米。

MFFD 的焊接左侧机身接头采用 Fraunhofer IWS 开发的 CONTIjoin 工艺制成。

据称是世界上最大的热塑性复合材料（TPC）飞机 结构的左侧纵向上下机身连接接头已成功焊接。多功能 机身演示器（MFFD）的 8 米长的上下机身半壳于 2023 年运往德国斯塔德的弗劳恩霍夫制造技术与先进材料 研究所（IFAM）， 并使用弗劳恩霍材料与梁技术研究所 （IWS， 德国德累斯顿） 开发的 CONTIjoin 连续连接技 术进行连接。

这项工作是在 BUSTI 项目中完成的，该项目是清洁    天空 2（Clean Sky 2-现在的 Clean Aviation）MFFD 计划    的一部分，旨在提高使用焊接而不是钻孔和紧固件组装    的 TPC 飞机机身的技术准备水平（TRL）， 使每月生产    60-100 架飞机，机身重量减少 10%，经常性成本减少 20%。

Hexapods（顶部黄色） 将 MFFD 上壳固定在下壳上，同时使用 CONTIjoin 设备将两者连接 在一起（位于图像中心）。

BUSTI 项目团队负责焊接对接条带，以连接机身    上下壳体。 条带由六条逐渐变宽的带子组成， 每次 一    条，与上下外壳中的一组台阶相匹配。这六条带是由    东丽（Toray）TC1225 单向（UD） 带制成的 6 层 1.2 毫 米厚的固结多向层压材料，该单向（UD）带包括 T700 碳纤维（CF）和 Victrex（Lancashire，英国） 低熔体聚  芳基醚酮（LMPAEK） 聚合物。

Fraunhofer IWS 的研究助理埃里克 · 波尔（Eric    Pohl） 道， CONTIjoin“ 实际上是将 CFRTP 连接条带 层压板连续共固结到匹配的机身外壳上。这与自动铺 丝（AFP） 中的固结过程非常相似，但我们使用 CO2 激光器， 而不是 AFP 典型的纤维激光器。 ”

因为连接条带层压板从第一个 60 毫米到最后一个 360 毫米逐渐变宽， 所以 3.5 千瓦 CO2 激光器（10.6微 米波长） 与高度动态的光束反射耦合，该光束反射使   能量束在焊缝宽度上振荡。

在左侧，CONTIjoin 设备的橙色滚轮在使用碳纤 维增强热塑性塑料（CFRTP）连接条带连接上下 MFFD 半壳时施加压力。

深入了解激光原位共固结末端执行器的光学和机械设置。

BUSTI 项目中实现的焊接接头延伸了乘客门切口 两侧 8 米长 MFFD 机身半壳的全长，最大焊接长度为 4.5 米。

Aimen Centro Tecnológico （西班牙波里尼奥） 和   FFT（德国富尔达） 通过 WELDER 项目使用超声波焊 接成功完成了 MFFD 右侧重叠机身接头的额外工作。

与此同时， 在德国政府资助的空中客车公司的一个 项目中，Fraunhofer IWS 正在推进复杂曲面的CONTIjoin，与 MFFD 机身的单一曲率相比， 该项目 将于 2026 年完成。

较详细的焊接工艺（CONTIjoin），见 2023.6.30 微 信文 章《制造机身演示件》。

结束语

直径 4 米 、 长 8 米热塑复材机身筒体试验件， 到此制造工作全部完成。 从制造零件 、 上下    壳体组装、 上下壳体连接， 展示出诸多新设    计、 新工艺。

2030-2035 年具有热塑复材机身的“ 新 A320 ”一但进入 市场， 波音 B737 、 商飞 C919  在民机市场上很难与它竞争了！

------  完  ------

原文见，《  Fraunhofer IWS completes MFFD longitudinal fuselage joint using CONTIjoin technology  》    2024.3.8

杨超凡        2024.3.11