科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之四2546383262.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之四航空制制造产业与与技术目 录(按住Cttrl的同同时在页码码前单击,立立即进入相相应页码的的页面)1、航空先先进制造技技术产业概概述- 1 -(1)产业业概念及基基本知识- 1 -a)数字化化制造技术术- 2 -b)复合材材料构件关关键制造技技术- 4 -c)大型、整整体轻金属属构件制造造技术- 5 -d)高效数数控加工技技术- 6 -e)新型特特种加工制制造技术- 6 -f)柔性制制造技术- 7 -g)数字化
2、化、可视化化、非接触触式快速无无损检测技技术- 7 -(2)产业业概况及对对经济、社社会影响- 8 -2、该产业业国内外发发展概况- 8 -(1)国外外先进国家家产业发展展情况- 8 -a)航空制制造与研发发市场的垄垄断化- 9 -b)生产全全球化和分分工专业化化趋势明显显- 9 -c)航空产产业寡头在在高端核心心技术领域域竞争激烈烈- 9 -d)航空产产业集群发发展,构筑筑完善的航航空制造产产业链- 100 -e)信息技技术改变了了航空制造造业运行模模式- 100 -(2)我国国发展情况况(重点企企业、技术术及规模)- 111 -(3)我省省该产业发发展情况- 133 -重点企业业发展情况况
3、- 133 -技术条件件状况- 144 -3、我省该该产业存在在的不足与与需要解决决的问题- 155 -4、促进我我省该产业业发展的想想法或思考考- 155 -主要参考资资料:- 166 -1、航空先先进制造技技术产业概概述 (1)产业业概念及基基本知识 航航空先进制制造业概念念已不同于于传统意义义上的机械械制造业,它它是当今高高科技的综综合利用,是是集机械、电电子、光学学、信息科科学、材料料科学、生生物科学、激激光学、管管理学等最最新成就为为一体的一一个新技术术与新兴工工业的综合合体,是多多学科交叉叉、技术密密集的高科科技领域,是是集现代科科学技术成成果之大成成的科学技技术,其发发展水平标标
4、志国家的的顶尖制造造技术水平平,对整个个装备制造造业的发展展起着引领领的作用。 航航空先进制制造技术是是航空高科科技产业的的重要组成成部分,涉涉及产品设设计、加工工和装配、管管理以及服服役保障的的全过程,所所有航空产产品都要依依托制造技技术体系及及其相应的的工具、仪仪器和设备备得以实现现。航空制制造技术对对保证航空空产品的性能、缩缩短研制周周期、降低低成本以及及提高可靠靠性起着决决定性的作作用。 航航空先进制制造技术是是指当代信信息技术、综综合自动化化技术、通通用制造技技术和现代代管理理论论与方法的的有机结合合,是传统统制造技术术不断吸收收机械、电电子、信息息、材料、能能源及现代代管理等科科技
5、成果,并并将其综合合应用于制制造全过程程,以实现现优质、高高效、低耗耗、清洁、灵灵活生产,从从而获得理理想技术、经经济效果的的制造技术术的总称。航航空先进制制造技术不不仅包括制制造工艺与与装备技术术,还包括括制造系统统管理技术术、信息化化及数字化化集成技术术以及为研研究开发这这些专用的的技术而建建设的实验验室和工程程中心等设设施。因此此,它是指指不断提升升传统工艺艺技术,推推出和应用用新技术、新新工艺和新新设备,吸吸收信息技技术及现代代管理技术术等方面最最新成果,综综合应用于于航空产品品的设计、制制造、管理理及售后服服务全过程程中的工程程技术总称称。 以以下从七方方面阐述航航空先进制制造技术的
6、的一些基本本概念。 aa)数字化化制造技术术 数数字化制造造技术是指指一种利用用数字化定定量表述、存存储、处理理和控制方方法,支持持产品生命命周期和企企业的全局局优化的制制造技术。它它是在计算算机网络技技术与制造造技术的不不断融合、发发展和广泛泛应用的基基础上产生生的全新技技术。数字字化制造技技术的内涵涵特征包括括:产品品数字化:产品数字字建模和预预装配以及及并行产品品定义:设计数字字化:飞机机构型定义义和控制,多多变共用模模块设计,采采用整体件件,减少分分立零件:试验数数字化:设设计功能样样机和性能能样机,减减少或简化化实物试验验;制造造数字化:采用数字字化生产线线,大幅度度减少工装装模具,
7、全全面推行数数字化制造造方式;飞行数字字化:构建建虚拟飞行行环境;管理数字字化:以项项目为龙头头建立全球球虚拟企业业。 先进制制造系统:包含所有有有关制造造方面的通通用计算机机集成制造造系统(CCIMS),它包含含诸如业务务管理、市市场、工程程、生产等等方面。计算机集成成制造系统统(CIMs):以计算算机系统为为基础,综综合生产过过程中信息息流、资金金流和物流流的运动,集集市场研究究、生产决决策、经营营管理、设设计制造与与销售服务务等功能为为一体,使使企业走向向高度集成成化、自动动化和智能能化的生产产技术与组组织方式。它它将CADD/CAM、PPDM、EERP/MIS等等企业所涉涉及到的设设计
8、、生产产、管理业业务融为一一体,组成成企业先进进的生产和和管理模式式。在国内内,原国家家科委组织织了一些高高校等机构构专门对CCIMS进进行研究和和推广,成成立了国家家863/CIMSS主题专家家组,还有有相应的一一个庞大的的系统组织织配合专家家组的工作作。在过去去的十多年年里,该主主题取得了了较为显著著的成绩,并并且提出了了“现代集集成制造系系统”的概概念。 现现代集成制制造系统:CIMS将将信息技术术、现代管管理技术和和制造技术术相结合,并并应用于企企业产品全全生命周期期(从市场场需求分析析到最终报报废处理)的各个阶阶段。通过过信息集成成、过程优优化及资源源优化,实实现物流、信信息流、价价
9、值流的集集成和优化化运行,达达到人(组组织、管理理)、经营营和技术三三要素的集集成。以加加强企业新新产品开发发的T(时时间)、QQ(质量)、C(成本)、S(服务)、E(环环境)、II(个性化化),从而而提高企业业的市场应应变能力和和竞争能力力。系统化化、信息化化、集成化化、网络化化、虚拟化化、智能化化是现代集集成制造系系统的主要要特征。 并并行工程:一种集成成地和并行行地设计产产品及其相相关过程(包括制造造过程和支支持过程)的系统方方法。这种种方法要求求产品开发发人员在设设计一开始始就考虑产产品全生命命周期中从从概念从形形成到产品品报废处理理的所有因因素,包括括质量、成成本、进度度计划和用用户
10、要求等等。其关键键是由来自自企业各个个部门的优优秀人员所所构成的多多功能小组组并行地进进行产品的的开发工作作。 敏敏捷制造:通过动态态联盟的方方式,把优优势互补的的企业联合合在一起,用用最有效和和最经济的的方式组织织企业活动动,并参加加竞争,迅迅速响应市市场瞬息万万变的需求求。这种联联盟式的企企业按照市市场和产品品的变化随随时做出相相应的调整整,并不是是一成不变变的,因此此也称为“虚拟企业业”,它将改改变企业的的价值观、业业务流程和和企业文化化。 数数字化:以以数字形式式表示(或或表现)本本来不是离离散数据的的数据。具具体地说,就就是将图像像或声音等等转化为数数字码,以以便这些信信息能由计计算
11、机系统统处理和保保存。在信信息化时代代,数字化化已经变成成代表信息息化程度的的一个重要要指标。 知知识密集型型工业:指指在作为生生产要素的的劳动中,那那些知识密密集程度较较高的工业业。例如,研研究发展密密集工业(计算机、宇宇航和海洋洋开发等),高度组组装工业(数控机床床和环保设设备等),高高级工业(高级医疗疗器械、音音响设备等等)和知识识工业(信信息服务和和咨询等)。知识密密集型工业业不仅能提提供较高的的利润,还还能带动一一大批传统统工业的发发展,它是是一个国家家实现现代代化的重要要支柱。 知知识型制造造企业:知知识经济时时代的一种种知识密集集型制造企企业,在这这样的企业业中知识和和创新是企企
12、业利润的的主要源泉泉。知识型型员工是企企业的主要要工作人员员,企业文文化和企业业的组织管管理机制都都特别强调调发挥人的的积极性和和创造性。一般说来,在在这样的企企业里,需需要更多的的采用知识识型设计和和制造技术术,从而使使产品中知知识和信息息所占的比比重越来越越大,知识识型产品所所创造的利利润是企业业的兴旺所所在。 bb)复合材材料构件关关键制造技技术 热热压罐制造造技术:热热压罐成型型是目前生生产航空航航天高质量量先进复合合材料制件件的主要方方法,工程程上采用率率较高。其其工作原理理是利用罐罐体内部均均匀温度场场和空气压压力对预浸浸料叠层毛毛坯施加温温度与压力力,以达到到固化成型型的目的。本
13、方法重要环节之一是需对叠层毛坯形成真空,并构成隔离、透胶、吸胶和透气系统,以决定毛坯中树脂流动及其去向、流出量及控制、夹杂气体及其排除通路和外加压力的均匀分布。 模模压成型技技术:模压压成型(又又称压制成成型或压缩缩成型)是是先将粉状状,粒状或或纤维状的的塑料放入入成型温度度下的模具具型腔中,然然后闭模加加压而使其其成型并固固化的工艺艺。模压成成型可兼用用于热固性性塑料,热热塑性塑料料和橡胶材材料。模压压成型工艺是复复合材料生生产中最古古老而叉富富有无限活活力的一种种成型方法法,它是将将一定量的的预混料或或预浸料加加入金属模模具(也可可以是其它它材质制模模)内,经经加热、加加压固化成成型的方法
14、法。模压成成型工艺的的主要优点点:生产产效率高,便便于实现专专业化和自自动化生产产;产品品尺寸精度度高,重复复性好;表面光洁洁,无需二二次修饰;能一次次成型结构构复杂的制制品;因因为批量生生产,价格格相对低廉廉。模压成成型的不足足之处在于于模具制造造复杂,投投资较大,加加上受压机机限制,最最适合于批批量生产中中小型复合合材料制品品。 树树脂传递模模塑(RTTM)成型型技术:树树脂传递模模塑是从湿湿法铺层和和注塑工艺艺演变而来来的一种新新的先进复复合材料成成型工艺。一一般是指在在模具的型型腔里预先先放置增强强材料(包包括螺栓、螺螺帽、聚氨氨酯泡沫塑塑料等嵌件件),夹紧紧后,在一一定的温度及压力力
15、下将配好好的树脂从从设置于适适当位置的的注入孔注注入模具中中,使之与与增强材料料一起固化化,最后启启模、脱模模而得到成型型制品。RRTM成型型工艺流程程主要包括括:预制件件的制造模具夹夹紧树树脂注入树脂固固化脱脱模(二次加工工)。RTTM成型工工艺具有制制件(双)表面光滑滑,成型后后修边工作作量小,模模具制造与与材料选择择的机动性性强,不需需要庞大、复复杂的成型型设备就可可以制造复复杂的大型型构件以及及劳动强度度低等优点点,因此,该该成型技术术在航空航航天领域应用正在在扩大。但但是RTMM也存在一一些不足,如如加工双面面模具最初初费用较高高、预成型型坯的投资资大、对模模具的设计计与工艺要要求严
16、格。 树树脂膜渗透透(RFII)成型技技术:由RRIM技术术发展而来来,其原理理是将树脂脂事先制成成树脂膜或或稠状树脂脂块,再将将上述树脂脂膜或树脂脂块安放在在成型模的的底部,其其上层则为为纤维编织织物或已缝缝纫成立体体编织的纤纤维毛坯,并并按真空袋袋成型工艺要点将膜膜腔封装于于热环境下下用真空将将树脂由下下向上抽吸吸,从而填填满整个纤纤维毛坯空空间,当树树脂固化后后就制成了了复合材料料制件。由由于本法投投资小,效效率高,制制造成本低低而受到人人们的普遍遍重视。 纤纤维缠绕成成型技术:纤维缠绕绕成型的工工作原理是是将浸渍树树脂的连续续纤维束在在张力的控控制下,按按预定路径径高速而精精确地缠绕绕
17、在转动的的模芯上,按按一定的规规范固化,固固化后脱模模即可。就就缠绕方式式而言,可可分为纵向向缠绕、螺螺旋缠绕和和周向缠绕绕;按工艺艺方法又可可分为干法法、湿法和和预浸湿法法三种。纤纤维缠绕成成型的优点点是可以根根据受力状状态来布置置纤维,从从而提高制制件的力学学结构效率率;其制件件的质量稳稳定性好,生生产效率高高,便于大大批量生产产;原材料料成本低(因采用无捻粗纱纱和无纬带带),广泛泛用于火箭箭发动机壳壳、火箭发发射管及雷雷达罩等军军工产品。然然而,纤维维缠绕法成成型的制件件层间剪切切强度较低低,容易破破坏。 cc)大型、整整体轻金属属构件制造造技术 喷丸成成型技术:喷丸成型型是通过弹弹丸冲
18、击制制件表面产产生凹坑,使使其周围产产生塑性变变形和宏观观残余压应应力。弹丸丸反复多次次冲击制件件表面,使使其塑性变变形量增大大,表面硬硬度、强度度增加、厚厚度改变的的一种成型型工艺。广广泛采用大大型整体壁壁板已经成成为新一代代飞机提高高结构效率率、减少零零件数量、降降低成本和和缩短周期期的重要手手段。喷丸丸成型技术术在欧美等等工业发达达国家被广广泛用于成成形变厚度度整体壁板板,并且已已经能够实实现对这类类零件喷丸丸成型工艺艺过程的智智能化、无无纸化设计计和制造。波波音70777777和空客AA3lO一一340等等大中型民民用客机机机翼整体壁壁板都采用用数控喷丸丸成型方法法,A3880机翼下下
19、壁板也是是采用预应应力喷丸成成型技术制制造的。 超超塑成形/扩散连接接技术:又又称超塑成成形扩散散焊接,指指零件在超超塑性成形形状态下(拉伸变形形率可达到到100一15000)通通过扩散连连接使零件件与另外一一个零件连连接的技术术。该技术术具有成形形性好、设设计自由度度大、成形形精确、没没有回弹、无无残余应力力、零件数数量少等优优点,成为为航空航天天工业的一一项关键制制造技术。如如F22、EEF20000、。AA300、AA340、BB-1飞机以以及F1119、EJ2000发动机等等:EF22000机机身结构中中钛合金构构件大多采采用超塑成成形扩散散连接技术术制造,获获得了减重重3050的的技
20、术效益益。目前该该技术在飞飞机上的应应用已经从从研制中小小尺寸构件件发展到研研制大型整整体构件。 dd)高效数数控加工技技术 是是采用高效效数控机床床进行大型型零部件加加工的技术术,数控机机床具有台台面尺寸大大、多龙门门、多主轴轴、高转速速和切削效效率高等特特点。如波波音在民机机Aubuurn制造造分部配有有6台Ciincinnnatii三轴五坐坐标数控自自动换刀龙龙门铣床,主主要用于飞飞机壁板、梁梁、框、肋肋等结构件件的加工,并并有多套由由5D高速速加工中心心机床构成成的柔性加加工单元,用用于7577、。7667、7777飞机窗窗口隔框、机机翼盒、肋肋条等结构构件的加工工。空客AA36060
21、0机机翼壁板采采用长311m、重33.5t的铝铝坯材料,在在欧洲最大大的数控龙龙门型面铣铣床上加工工,从毛坯坯铣削到制制成机翼壁壁板约需550h,755的坯料料成为切屑屑。 ee)新型特特种加工制制造技术 特特种加工技技术:以高高能束流加加工为代表表的特种加加工技术在在难切削材材料加工,复复杂构件的的型腔、型型面、型孔孔、微小孔孔、细微槽槽及缝的加加工中具有有明显优势势,解决了了常规加工工方法难以以解决的问问题。特种种加工技术术主要包括括激光加工工、电子束束加工、离离子束加工工、等离子子加工、电电火花加工工、电解加加工、电液液束加工、超超声波加工工、磨粒流流加工和高高压水射流流切割等。 特特种
22、焊接技技术:该技技术在飞机机、发动机机焊接结构构件中的应应用越来越越广泛。特特种焊接技技术主要包包括钨极惰惰性气体保保护弧焊、活活性焊剂焊焊接、自蔓蔓延高温合合成焊接、等等离子弧焊焊、电子束束焊、激光光焊、真空空钎焊、扩扩散焊、惯惯性摩擦焊焊、线性摩摩擦焊和真真空电弧焊焊等。 近近净成型技技术:指成成型的零件件基本不需需要再加工工就可以满满足要求,例例如压气机机叶片精锻锻、叶片无无余量精密密辊轧、定定向凝固空空心无余量量精铸叶片片、单晶合合金精铸涡涡轮叶片、多多联空心叶叶片整体铸铸造、双层层壁冷单晶晶叶片(高高效发散气气冷单晶叶叶片)整铸铸、喷射成成形涡轮盘盘和环形件件、精密轧轧制高温合合金和
23、钛合合金环形件件、钛合金金薄壁大型型复杂机匣匣精铸及热热等静压处处理和高温温合金整体体叶盘热等等静压复合合成形等。 先先进涂层技技术:涂层层技术对航航空关键零零部件的抗抗磨损、高高温防护、隔隔热、封严严以及钛合合金零件的的防微动磨磨损、阻燃燃等性能有有重要作用用。先进的的涂层方法法主要包括括真空等离离子喷涂、层层流等离子子喷涂、超超音速等离离子喷涂、电电子柬物理理气相沉积积、化学气气相沉积和和真空离子子溅射。 ff)柔性制制造技术 “柔柔性”是相相对于“刚刚性”而言言的。传统统的“刚性性”自动化化生产线主主要实现单单一品种的的大批量生生产,优点点是生产率率高,设备备利用率高高,单件产产品成本低
24、低。只能加加工一种或或几种相类类似的零件件,难以应应付多品种种中小批量量的生产。柔柔性制造技技术是采用用计算机技技术、电子子技术、系系统工程理理论和现代代管理科学学与方法,将将以往企业业中相互独独立的工程程设计、生生产制造及及经营管理理等过程,在在计算机及及其软件的的支撑下,构构成一个覆覆盖整个企企业的完整整而有机的的系统,以以实现全局局动态最优优化,总体体高效益、高高柔性,并并进而赢得得竞争全胜胜的智能制制造系统。柔柔性制造技技术的应变变能力表现现在空间兼兼容性和时时间兼容性性两个方面面。空间兼兼容性是指指要求制造造系统适应应多种操作作,有能力力适应多种种不同类型型结构、尺尺寸的零件件加工制
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