Aernnova复合材料公司(一)
一级航空制造商探讨与热塑性复合材料(TPC)的合作,以及如何为未来飞机中的应用进行内部准备。
Aernnova Aerospace(西班牙阿拉瓦)是一家实力雄厚的大型航空航天一级制造商。2024年,《复合材料世界-Composite World》杂志有幸参观了Aernnova位于伊列斯卡斯和托莱多的复材工厂。该公司秉持创新策略,参与了多项热塑性复合材料(TPC)研发计划,包括欧盟洁净天空计划中的多性向项目,例如多功能机身验证机(MFFD- MultiFunctional Fuselage Demonstrator)。在这些研发过程中,Aernnova还与西班牙赫塔菲(Getafe, Spain)的复材技术中心FIDAMC开展了合作。
在最近的FIDAMC热塑性塑料峰会上,CW的编辑与Aernnova复合材料公司的制造总监恩里克·桑切斯(Enrique Sánchez)以及研发技术经理拉蒙·琼科(Ramon Junco)讨论了Aernnova的TPC项目。以下是我们的对话内容。
CW:随着众多新型复合材料技术的涌现,Aernnova如何为制造下一代航空复合材料结构做准备? 西班牙伊列斯卡斯Aernnova复合材料公司R&T技术经理拉蒙·琼科(Ramon Junco)(RJ):Aernnova复合材料公司致力于开发兼具高性能与工业效率的可扩展复合材料制造技术。我们的研发策略聚焦于能在合理周期内实现从实验室到量产转化的工艺,包括非热压罐(OOA- out-of-autoclave)热固材料、自动铺放和热塑性复合材料(TPC)冲压成型技术。 我们在技术成熟度等级(TRL- technology readiness level)3至6之间保持了均衡的研发与技术路线图,确保材料科学、工艺控制与自动化之间的协同发展。对于更高TRL阶段,我们近期通过内部试验线和数字化工艺监控系统进行了投资,为未来以更高生产率和更低环境影响制造航空结构件做好了准备。 CW:你认为热塑性复合材料(TPC)在下一代航空结构中的重要性如何? RJ:热塑性复合材料(TPC)正逐渐成为实现更轻量化、生产更快速且更可持续航空结构的战略推动力。其可焊接性、可回收性及高损伤容限特性,使其对支线飞机和单通道飞机项目都具有吸引力。我们将热塑性复合材料(TPC)技术视为热固性材料的补充而非替代,但预计其将在生产周期、可修复性及单件成本至关重要的组件领域占据主导地位。 CW:您预计哪些部件族和组件将过渡到热塑性复合材料(TPC)? RJ: 我们预计该技术将首先应用于中等尺寸的二级结构件,如整流罩、检修口盖板、侧壁板和门框周边部件;随着材料认证范围的扩大,后续将推广至操纵面蒙皮、翼肋和加强盖板等部件。当前研发项目表明,像前缘和结构框架这类2米级部件现已可采用LMPAEK和PEKK材料进行冲压成型,同时保持航空级品质。 CW:你们将多少比例的制造开发预算和资源投入到热塑性复合材料(TPC)上? RJ:热塑性复合材料(TPC)目前约占我们先进复合材料研发工作的三分之一。这包括用于压制成型的专用装备、冲压成型技术的开发及自动化处理系统,以及在"清洁航空"计划和其他欧洲合作项目中的联合活动。目标是在本十年内将选定工艺推进至技术成熟度等级(TRL6)。
Aernnova采用连续压缩成型(CCM-continuous compression molding)工艺生产了热塑性复合材料(TPC)上机身壳体的桁条和对接带,随后将其焊接至多功能机身验证机(MFFD-Multifunctional Fuselage Demonstrator)中
CW:您认为大规模热塑性复合材料(TPC)部件工业化生产面临的主要挑战是什么?
RJ: 主要挑战包括: 规模化生产中的工艺控制,尤其是长度超过1米部件的温度均匀性及模内压力管理。 能源成本问题。TPC材料需要比热固性材料(通常180℃)更高的固化温度(约340℃)。 模具设计与成本。温控钢制模具需要精确的扩展包管理,特别是应对回弹问题。 材料数据与认证环节。原始设备制造商和一级供应商需要进行更多测试、更多试样及子部件验证,这延缓了采用进程。此外,热塑性复合材料相对于热固性材料的重复使用成本问题也备受关注。 自动化集成需确保机器人操作与坯料放置能够匹配热塑性材料的短周期。 焊接认证要求包括缺陷分析、分层扩展特性描述以及在线生产合规手段。 CW:你认为共享大型装备的技术中心与自行投资相比有哪些优势? RJ:我们非常看重共享技术中心与高校合作的价值,特别是在早期技术成熟度(TRL)和工艺关联性研究阶段。这种方式能降低风险、推动行业标准制定,并在全面工业投资前完成人员培训。但随着技术成熟度和保密要求的提升(通常TRL等级升高时),为确保核心工艺自主权和知识产权保护,我们会优先发展内部能力。 Aernnova为MFFD项目中的货舱门环绕结构(CDSS- cargo door surround structure)提供了系列冲压成型热塑性复合材料(TPC)部件 CW:您希望在内部制造热塑性复合材料(TPC)零件并进行热塑性复合材料(TPC)组装,还是将其分包给专业制造商? RJ: Aernnova复合材料公司计划将冲压成型和焊接工艺完全保留在内部生产,因为这些工艺是我们热塑性复合材料(TPC)制造策略的核心环节,对把控质量和工业化成熟度至关重要。在原材料供应和二次注塑环节,我们与欧洲供应链中已拥有高精度注塑平台的专项合作伙伴开展协作。这种混合模式使我们既能掌控关键结构工艺的所有权,又能在加速开发的环节借助专业力量。 CW:缺乏TPC经验丰富的劳动力是否构成限制?如何最好地解决这个问题? RJ: 是的,劳动力经验是目前瓶颈之一。最佳解决方案需要多管齐下: 对从热固性复合材料转型的工程师和操作员进行内部交叉培训。 与高校及技术中心合作开发专项培训计划。 借助欧洲、国家及地区支持框架(例如通过创新倡议推动的合作研发项目),这些项目最终会形成类似"清洁航空"计划中的示范平台,为实践培训、创新和技能提升提供共享展示平台。 这种混合模式在确保公司核心能力不外泄的同时,加快了技术诀窍的转移。 热塑性复合材料技术正进入工业化阶段。当前的挑战在于实现规模化生产的可重复性,并完善配套生态系统、工艺装备、自动化系统和技术人才储备。








































