復合材料與金屬、高聚物、陶瓷并稱為四大材料。一個國家和地區的復合材料工業水平，已成為衡量其科技與經濟實力的標志之一。自動鋪帶技術適于大型復合材料構件的成形，其專用制造裝備&mdash&mdash自動鋪放機（分鋪帶機、鋪絲機兩類）已經成為高檔數控機床的獨特分支和重要補充。

專項素描

大型復合材料構件鋪帶機是高檔數控機床與基礎制造裝備重大專項的十大標志性裝備之一，適于大型筒形復合材料構件的成形，突破了手工成形、效率和質量保障難度大的瓶頸，實現了筒形復合材料構件自動化高速成形，可批量生產。

由齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司、南京航空航天大學、清華大學、航天材料及工藝研究所聯合研制的大型復合材料構件鋪帶機，適于大型筒形復合材料構件的成形。其成形的產品質輕高強、質量可靠、可重復率高、使用壽命長。

目前，課題成果已應用于重點行業材料及工藝研究所關鍵部件的自動化制造，降低了制造成本30%、提高生產效率一倍以上，實現了我國在大型復合材料構件鋪帶機上的重大技術突破，促進了我國重大技術裝備發展。

實現四大技術突破

大型復合材料構件鋪帶機的成功研發實現了四大技術突破。

主、副主軸同步雙驅動技術。不僅進一步提高了伺服主軸的精度和靜態特性，還提高了機床的動態響應速度和伺服主軸的進給速率，從而提升了產品質量，提高了鋪帶機的鋪放效率。

重大突破

產品的成功研發，實現了主、副主軸同步雙驅動技術預浸帶超聲切割技術、預浸帶熱風加熱技術、預浸帶張力控制技術等四大技術突破。

預浸帶超聲切割技術。采用超聲切割技術對預浸帶進行切割有以下優點：不會像co2激光切割復合材料那樣產生葉片刀刃硫化現象；具有非常精密的工藝效果；切割過程無污染，幾乎是無塵切割；能切割紋理精細的材料，由于切割深度可實現精密的控制，所以切割材料時能保證墊片薄膜不被破壞。由于該超聲切割系統利用超聲波在變幅桿輸出端的振幅及精密軸定位，使振幅和切割深度控制在要求的范圍之內，保證背襯紙不被切斷。

預浸帶熱風加熱技術。課題研發團隊采用了熱風加熱系統，裝置連接機構將該裝置固定于鋪放頭系統上，與其相連的電器盒內有溫控系統以及鼓風裝置。導風管將鼓風裝置與熱風口位置調節機構相連接，熱風口位置調節機構上為帶有加熱絲的熱風口寬度調節機構，在熱風口前裝有測量溫度場溫度用的熱電偶。工作時，鼓風裝置將空氣通過導風管送到熱風口經電熱絲加熱吹出。熱風口寬度調節機構可以調節出風口寬度以適應不同帶寬的預浸料，熱風口位置調節機構可保證在需要的位置獲得穩定溫度場。該預熱溫度控制方法精確、誤差小，利用該控制方法預熱的預浸帶在不同速度下鋪放時，效果良好。

預浸帶張力控制技術。預浸帶輸送采用伺服電機控制，同時用旋轉編碼器記錄輸送帶長，為程控換帶、隨動切割提供信息。在鋪帶機的張力系統中，由于預浸帶帶卷半徑的不斷變化，使卷輥轉動慣量、角速度及帶線速度都處于變化狀態，因而，張力系統為一多變量的時變系統。由半徑跟隨裝置測定預浸帶卷半徑，得到反饋信號后經過a/d轉換，計算出交流電機轉矩大小，再由主控制器plc調整交流伺服電機轉矩，從而實時對供應的預浸帶進行精確的張力控制。

創建產業科技創新平臺

專項課題的實施，促進了該領域人才隊伍建設和研發平臺的搭建，特別是創建了產業科技創新平臺。

目前，該研發團隊已構建了以南京航空航天大學為主的鋪帶機裝備技術研發平臺，齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司、清華大學為主的鋪帶機結構分析與制造基地，航天材料及工藝研究所為主的自動鋪帶應用示范基地，形成了自動鋪帶技術研發&mdash制造&mdash應用產業科技創新平臺和大型復合材料構件鋪帶機產學研用的創新團隊，共同解決了多項復合材料鋪放關鍵技術，形成了具有自主知識產權的專利技術11項。

&ldquo應用前景

適用于國民經濟重點行業對大型復合材料制品要求苛刻的領域，為自動鋪帶裝備系統國產化和鋪帶技術推廣應用提供支撐，解決了專用自動鋪放系統之急需，推動大型飛機復合材料構件高效率、高質量的自動化制造的技術進步。

數控機床專項所研制的大型復合材料構件鋪帶機，緊跟國際先進設計制造技術和發展趨勢，形成了具有自主知識產權的大型復合材料構件鋪帶機裝備的設計制造和應用技術，填補了國內空白，滿足了目前國內市場對于大型鋪帶設備的需要，打破了西方發達國家對我國在此領域的技術封鎖。同時，鋪帶機的研制成功，將為超大型風電葉片、高速軌道交通工具研制及大批量生產提供手段，促進節能減排和可持續發展。

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