最近幾年,國外基于模型定義技術在波音787機型上的成功應用使得設計制造一體化技術得到大的發展。波音、空客及福特等公司已經普遍采用基于數字化測量設備的產品進行三維測量與質量控制,建立了較完整的數字化測量技術體系,開發了相應的計算機輔助三維檢測規劃與測量數據分析系統,制定了相應的三維檢測技術規范,顯著提高了檢測效率與質量。


現代先進飛機裝配技術已經完全不同于傳統的飛機裝配技術,即不再使用傳統的復雜型架來定位和夾緊零部件進行裝配工作。而是充分吸收和利用了現代高新科技,如計算機、軟件、激光跟蹤定位、自動化控制等技術,發展成飛機無型架定位數字化裝配技術,它們在飛機裝配線中主要用來測量和定位各種工藝裝備,或直接用來定位飛機的被裝配構件,是飛機數字化裝配系統的重要組成部分。

飛機制造業不僅關系到國防航空航天事業的發展,也是關系到國民經濟建設的重要產業。同時,由于數字化測量技術在飛機制造業的廣泛應用,已使其成為一個國家科技與工業發展水平高低的重要標志。因此,數字化測量技術已是推動飛機制造業向前發展的必要趨勢。
數字化裝配
將各零部件或組件按照設計技術要求進行組合、連接,形成高一級的裝配件直至整機的過程,是整個飛機制造過程中最為關鍵的一環。飛機裝配技術經歷了從人工裝配、半機械/半自動化裝配到機械/自動化裝配的發展歷程,而目前得到各經濟、軍事發達國家高度重視的數字化裝配技術,正成為現代飛機制造的科技制高點。
飛機數字化裝配技術體系涉及了裝配工藝規劃、數字化柔性定位、裝配制孔連接、自動控制、先進測量與檢測以及系統集成控制等眾多先進技術和裝備,是機械、電子、控制、計算機等多學科交叉融合的高新技術集成。
隨著計算機信息和網絡技術的飛速發展,以美國波音、洛克希德·馬丁公司和歐洲空客公司為代表的大型飛機公司均開始并采用飛機數字化裝配技術。波音777、A380、JSF等新型軍、民機的生產研制過程,充分體現了國外發達國家飛機制造過程中數字化裝配技術的現狀和發展趨勢。


國內的飛機裝配,雖然在局部上也采用了較為先進的技術,如采用CAD技術進行了包括建立型架標準件庫和優化型架及參數設計,對工裝、工具和產品的裝配過程進行了三維仿真等,開始采用激光測量+數控驅動的定位方式,部分機型還采用了自動鉆鉚技術等,但總體上與發達國家相比還存在較大差距。

數字化裝配技術代表了當今飛機制造的發展方向,涉及多學科如新材料、通信、機械、計算機、控制、電子等領域的綜合研究與應用,其研究必須與工藝技術、實驗技術、檢測技術和現代管理等技術的研究相結合,以實現生產模式和方法的轉變。
冷噴涂技術
熱噴涂是國內外航空發動機公司使用最廣泛的一種涂層制備技術,主要被用于耐磨、抗氧化、抗腐蝕、可磨耗封嚴、熱障、防粘接、抗微振磨損、阻燃以及零件尺寸修復涂層的生產。物理氣相沉積技術則用于發動機熱端渦輪工作葉片和導向葉片部件的優質高溫防護涂層制備。在國內,空心陰極電弧離子鍍技術被用于MCrAlY和AlSiY抗氧化涂層的制造,電子束物理氣相沉積技術用于熱障涂層的生產。
發動機制造企業需搭建校企合作和聚智平臺,結合涂層生產和外場問題,加強與科研院所溝通,以發揮其在涂層應力研究方面的優勢,盡快開展X光衍射、逐層剝離、鉆孔和曲率法等涂層殘余應力測試技術工程應用研究,制定涂層殘余應力測試行業標準,更好地保證我國在產和新型發動機涂層科研生產的順利進行。
在制備涂層的材料熔融、沉積過程中,由于粉末顆粒本身的淬火應力、其對已沉積涂層的沖擊應力以及涂層與基體材料在熱-機械性能方面差異造成的失配應變和熱梯度效應,某些情況下還有后續加工和服役環境的作用,都會使涂層內不可避免地出現或大或小的殘余應力。

近年來發展起來并日趨成熟的冷噴涂(ColdSpraying)技術,可以實現低溫狀態下的涂層沉積,與熱噴涂技術相比,冷噴涂過程對粉末粒子的結構幾乎無熱影響,金屬材料沉積過程中的氧化可以忽略。冷噴涂是一種金屬噴涂工藝,但是它不同于傳統熱噴涂(超速火焰噴涂,等離子噴涂,爆炸噴涂等傳統熱噴涂),它不需要將噴涂的金屬粒子融化,所以噴涂基體表面產生的溫度不會超過150攝氏度。
