吴国卉
哈尔滨哈飞工业有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：随着我国经济水平的迅速提高，我国科学技术有了极大的发展，航天行业的水平也随之有了很大的提高，而复合材料在飞机等飞行器结构中的应用范围很大，无论是从结构发展还是到功能的提高。复合材料的强度较高，设计水平也较强，并且有着很强的断裂韧性，能够通过使用的磨损，使零件重量减轻到一定程度，但是由于复合材料零件的成本和金属零件相比存在着一定的差距，虽然我国复合材料的零件已经得到了广泛的使用，但是仍然存在着很大的缺陷严重影响我国的航天发展。所以迫切解决材料制造过程中的基本问题是我国复合材料行业发展的重要内容，本文通过研究了复合材料制造过程中产生缺陷的原因，并且提出了相应的处理方法，以弥补尺寸和外观质量上存在的缺陷，以推动我国复合材料质量的提高和航天事业的发展。
关键词：复合材料；制造过程；缺陷处理
一、引言
复合材料主要是指通过不同的制作方式进行组合形成的特殊材料，复合材料对于原材料的选择和制作有着较高的标准。在原材料原则上必须要选择不同性能的两种或两种以上材料进行制作，在集合了多种材料的优势之后，复合材料的各组成部分可以在性能上起着极强的协同作用，所以复合材料的有着较强的抗压能力和质量较高等优势。在进行具体的制作过程之前，相关工作人员首先要根据复合材料的使用条件来进行设计和制造，以满足各种材料的应用，并且在此基础上大大提高工程结构材料的综合性能。其次，复合材料良好的比例系数强度，这就让复合材料具备较强的化学稳定性和耐磨性。除此之外，复合材料还可以很好的进行导热工作，所以复合材料能够被广泛应地用于航空宇宙和医疗用汽车等多个领域，并且形成产业化的形势。当我国和发达国家进行比较，就会发现我们之间仍然存在着很大的差距，所以提高我国复合材料的制造工艺是势在必行的工作，但是由于相关技术的不完善，在实际应用中，复合材料的数字化自动技术并不能满足生产需求，由于国家以及相关部门并没有对复合材料数字化的制造进行具体标准，所以加强数字化复合材料产品质量和标准，就要进行进一步的研究。
二、复合材料在机械制造上应用
在机械制造过程中，可以根据零部件的作业的外部环境，确定原材料的选择和人力分析，并且在此基础上同时确保零部件的使用寿命，复合材料的主要性能特性和应用具体如下：
2.1玻璃纤维复合材料
运用玻璃纤维为原料制成的复合材料，由于具备玻璃的高强度特性，能够有效抗击冲击收缩和强度腐蚀带来的影响，在同样的时间内，热塑性树脂和纤维的结合也具有良好的抗压强度，所以这种玻璃纤维可以被广泛地运用在摩擦较强和腐蚀性较强的通用机械部件。
2.2碳纤维与石墨复合材料
碳纤维和石墨做成的复合材料主要由碳陶瓷和碳树脂等部分组成，所以这种复合材料具备良好的比例系数，并且能够在很大程度上抵抗摩擦和压力强度和低线性膨胀系数，并且可以具备良好的摩擦和抵抗内部腐蚀等性能，碳纤维石墨纤维复合材料主要是航空宇宙并用于原子能产业中的压缩机翅膀，发动机壳体和轴承齿轮的制作。
2.3不锈钢混合板
不锈钢板由合金元素组成，合金元素也会决定锈钢板性能的差异，由于多种元素的存在，不锈钢板具有优秀的耐化学和电化学腐蚀性，因此不锈钢混合板会采用先进的真空压延工艺，以确保不同材料之间的原子结合，且具有良好的导热性和防腐功能，可以广泛应用于机械设备的制作，可用于氨气蒸发塔来提高氨气蒸发塔的使用寿命，降低运行成本，其防腐性能也可用于氨气蒸发设备。
三、复合材料制造过程中的缺陷处理
3.1外形尺寸缺陷
外形尺寸的缺陷主要包括材料的厚度差，外形的轮廓差和轴线出现的差错。
3.1.1厚度差异
厚度出现缺陷差异的主要原因是零件厚度相对较薄。太多的复合材料在零件硬化过程中脱落，并且用复合材料制作的零件也会出现变化。在包装过程中，由于预压不足或各区域固化，树脂容易积聚等从而产生厚度差异。厚度差异对强度影响较大，一般工程会采用厚度较小的层压板。并且经弹性性能，强度性能和综合承载力试验的评定才能决定是否继续使用，如果差异过大，一般就要采用报废或增加特殊部件的方法。
3.1.2轮廓度超差和轴线超差
轮廓度超差的原因：1）零件固化前后会回弹；2）复合材料和工装的热膨胀变形率不一致。轴线超差一般出现在蒙皮与筋条共固化的时候，固化过程中由于工装与复合材料热膨胀变形率不一致。轮廓度超差和轴线超差对结构强度的影响较小，但是对装配仍有可能出现干涉或者间隙，因此处理此类超差主要考虑与其他零件的装配。
3.1.3外观质量缺陷外观质量缺陷
首先是表面划痕的产生，表面划痕主要是人为错误造成的，表面划痕处理具体取决于表面划痕深度，并且使用树脂进行休整，如果划痕深度不可接受，可增加特殊部位。其次，是复合材料纤维皱纹的下垂和突出，消除人为因素的影响。一般情况下，当复合材料的零件制作工作服还处于不成熟的阶段，其下垂和凸起就是由于压力垫软膜的不均匀性造成的，纤维的下垂和凸起都会对结构的残余强度有一定的影响。除此之外，一些复合材料的残缺是由于包装不对称导致的，下拉的动作会对复合材料强度造成一定的影响，并且影响装配效果，但是对于变形较为的零件，在装配时不能修理。材料制作过程各阶段之间的差异是由于固化过程中树脂的流动与不同的工作组合有关，对于不同厚度之间的压差，在包装和加工方向上的步骤类似于纤维皱纹的处理。
3.2内部质量缺陷
内部质量缺陷包括内部分层和功率差异。内部分层主要是内部分层通常以分层面积大小来评估对结构的影响，分层出现的原因大多为工人铺贴技艺不成熟。内部分层对强度的影响较大，工程上一般通过增加紧固件来预防分层的扩展。孔隙率超差的原因一般为工装配合不紧密，没有压实。孔隙率对复合材料的层间强度影响较大，从而会引起结构的刚度折减，但对结构稳定性影响较小。需要评估折减后的刚度是否仍能满足当前结构的设计要求。
四、结束语
综上所述，随着经济社会的不断发展，我国社会不同行业都增加了对于大复合材料的需求，在复合材料的制造和使用过程中必然会出现缺陷或缺陷，加强对先进复合材料成型工艺过程中质量控制问题的研究分析，对于其良好成型效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的复合材料成型工艺实施过程中，应该加强对其质量控制关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]赵东相. 复合材料板缺陷超声层析成像图像分析与处理[D].电子科技大学,2018.
[2]何林锋,张鹏飞,李希岩.浅析复合材料制造过程中的缺陷处理[J].科技视界,2017(02):10.
[3]金永君.复合材料缺陷的红外检测及处理方法[J].现代测量与实验室管理,2005(02):3-4+25.