MTorres與空中客車公司聯合開發了一種用于干燥碳纖維的AFP疊層系統，該系統可用于高溫灌注技術。該項目在今年的JEC復合材料創新獎中被公認為航空航天工藝類別中最具創新性的項目，該獎項于2022年JEC世界博覽會期間宣布。該文章已發表在JEC復合材料雜志第148期。

根據Cleansky 2計劃，空中客車公司希望為干燥纖維提供一種AFP疊層系統，該系統能夠與高溫復合材料制造以及灌注、輕質、便攜和節能等高水平要求兼容。該計劃的最終目的是證明一種成本較低的預浸料/高壓釜替代技術以減少交付周期和環境足跡，同時實現高設計公差精度和高質量水平。

不久前，MTorres公司開發了Torreswing機身，這是IIAMS項目開發的一個先例。由于MTorres在復合材料領域的專業知識和技術，MTorres獲得了獨立開發IIAMS項目的資格。但要面對使用干燥碳纖維和使用高壓釜外技術（OoA）通過液體樹脂灌注（LRI）制造大型一級結構的機身，此項目依舊是一個巨大挑戰。

IIAMS項目與設計輕重量、高性能新型復合材料結構有關。具體地說，這一創新系統必須能夠制造碳纖維復合材料結構的可飛部件，同時這種結構必須通過灌注工藝來制造。此外，所有結構部件必須由AFP疊層制造，以獲得更高的強度。此外，還需大幅降低成本。圖注：C-295渦輪螺旋槳演示機左右翼均采用樹脂灌注，對一個4米長的無緊固件外扭矩箱進行的三維模擬圖

從圖中可以看出，該團隊開發了一個4米長的外部扭矩箱（無緊固件）的所有部件，除了一個外殼外，還為C-295渦輪螺旋槳演示機的左右翼都使用了熱塑性樹脂注入。此過程必須一次性完成，包括蒙皮、翼梁、桁條和加強件的制造，所有部件都有不同的形狀和厚度。

翼盒使用寬12.7 mm的干燥碳纖維膠帶和高溫（Tg =180°C）固化樹脂，配備節能工具、低成本加熱系統和基于傳感器的數字控制和模擬，以預測和管理加工步驟。

項目最苛刻的要求之一是可移植性。至關重要的是，所有的工具和制造設備都是便攜式和靈活的，以滿足在任何制造現場的工況需求。自動熱灌注系統（ACTI）就是為此目的而設計的，對桁條和翼梁（包括其加強件）進行熱覆蓋成形；桁條、翼梁、加強筋和蒙皮的整體注入；和固化循環，無需使用樹脂，只需真空條件。此外，為了追求輕量化和公差精度，該模具采用CFRP材料制成。

圖注：AFP用于鋪設翼盒蒙皮、縱梁和翼梁2D坯料

在開發階段，他們使用由TorresTape生產的12.7mm寬、300g/m²干燥碳纖維膠帶進行工藝設置和調整，該膠帶由三菱Rayon 50K高強度（HS）纖維制成，由于它的設計便于在灌注過程中以及在使用AFP頭的鋪層過程中發揮良好的性能，因此成本更低。

最后，但并非最不重要的是，將模具加熱至120°C，使用定位器、墊板和數字技術來監控制造過程，并將它們全部放入ACTI系統中。將Hexcel RTM6環氧樹脂加熱至70°C，然后通過單個樹脂進料位置灌注。盡管過程復雜，但灌注速度相對較快，隨后使用與熱覆蓋成型（HDF）相同的設備在180°C熱空氣條件下進行兩個小時的固化。

圖注：MTorres開發的一種新型復合材料組件制造工藝

首個設計原型在僅不到16個月的時間內建成（工程、工藝、測試、模具和原型制造）。IIAMS項目代表了歐洲首個使用LRI和OoA復合材料制造的可飛行碳纖維翼盒產品先例。

此文由中國復合材料工業協會翻譯，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流，引用請注明出處。