本文轉自:中國民航報

飛機廠房展翼 生產空間翻倍(附圖片)

——探訪天津波音三期改擴建廠區

本報記者張人尹天津波音複合材料有限公司(以下簡稱“天津波音”)於2001年投入運營,是波音公司在華的首個製造型合資公司。4月12日,波音公司宣佈天津波音的現代化廠房擴建項目順利完工。此次擴建增加了一期、二期廠房的生產區域,新建三期廠房並與辦公樓連接,整體呈現出“飛機展翼”的全新建築造型。

超過1500種產品零件號、超過180萬件產品、8.4萬平方米總工作面積……如此複雜的製造系統是如何運作的?請跟隨本報記者的腳步,對天津波音的航空複合材料生產設備、車間和試驗室一探究竟,近距離了解波音飛機零部件製造的工藝和流程。

清潔間三期改擴建區——不只是清潔那麼簡單

“哇,清潔間好大啊!”與記者同行的參觀人員紛紛對清潔間面積之大發出了感嘆。

7100多平方米,這是天津波音三期改擴建後的清潔間實際面積。在這裏忙碌的工人們,每天都置身於一個與足球場面積相當的工作區域內。

爲了保證材料性能良好,清潔間需要保持適宜的溫度和溼度;爲了保證生產過程中無污染,清潔間還需要合適的正壓和顆粒度。在清潔間工作的人員也必須穿着指定的防護服。但清潔間的作用並不是字面上的“清潔”那麼簡單,在清潔間區域內,工人要完成的操作還包括材料解凍、配套切割和運送、鋪層定位、鋪貼、壓實、激光定位、芯子定位、制袋等,不同的操作也將在清潔間的不同區域內進行。

在衆多的清潔間中,包括國內唯一一家被認證有資質生產飛機主受力結構件的清潔間。飛機主受力結構件對於保障飛機的安全性、穩定性和飛行性能發揮着至關重要的作用,能生產飛機主受力結構件的清潔間,其重要性不言而喻。

固化區域——質量達標的關鍵

飛機零件的質量直接關係到飛行安全。在飛行中,飛機的各個零件往往需要承受極端的溫度、壓力和振動等環境條件。通過固化處理,不僅可以使零件更好地適應這些條件,確保其在使用過程中不會發生形變或損壞,還可以確保零件的質量和性能達到標準,降低飛行過程中的風險。

在天津波音工廠內,具有固化作用的熱壓罐十分吸引眼球。熱壓罐長度達十多米、直徑3米多。工作人員告訴記者,熱壓罐包括加熱系統、壓力系統、溫度監測系統和真空系統。每臺設備的最大壓力達8個大氣壓,溫度可達到230攝氏度以上,而操作人員可以在電腦上實時監控設備內部的各種情況。通過熱壓罐,在高溫高壓的條件下,材料中的聚合物會發生反應,從低分子樹脂轉化爲高分子樹脂,從而提高零件的整體性能。

在熱壓罐旁,展示着工裝和爐壁的連接件——真空管和熱電偶,它們能夠保證零件在熱壓罐內正常固化完成。

數控機牀和手動切割區域——合格“拼圖”的必經之路

在上述兩個區域,鋪貼固化完成的零件將使用數控機牀或通過手動切割,對結構件及內飾件的外形進行加工,加工後的零件能滿足不同外形尺寸的要求。

在該區域,十多臺數控機牀引起了記者的注意。

工作人員介紹說,這其中有兩臺新採購的CMS數控機牀最值得一提,它們是加工精度最高的五軸機牀。顧名思義,五軸機牀是一種由五個座標軸組成的高科技數控機牀,它所加工的都是高精度零件。在天津波音廠區,它們主要被用於加工碳纖維零件。

在保證高精度的同時,CMS數控機牀的安全性也十分出色。2023年,這些機牀設備實現了數千小時的長週期運作。這背後的高科技,除了能自動獲取加工座標外,還包括實時監控、互鎖保護裝置等,從而最大限度確保生產安全。

此外,天津波音廠房內還設有手動修切操作間,用於手動加工內飾件和結構件。

技術檢測區域——給零件做“體檢”

經過數控機牀加工和手動切割的零件,接下來將送至技術檢測區域進行檢測。天津波音的零部件檢測主要採用了無損檢測和數字檢測兩種檢測技術。

三座標測量機、激光跟蹤儀、便攜式測量臂、3D掃描儀……一臺臺在觀者眼中感到陌生的設備,被工人們駕輕就熟地操作着。

無損檢測是不損傷零件即可檢驗零件內部質量的各種檢測方法的統稱。它包括射線檢測、超聲波檢測等多種方法。與病人去醫院檢查病情類似,零件要通過檢測後飛機才能“放心使用”。無損檢測的原理也與醫院中的X光檢驗、B超檢驗原理基本相同,不同的是醫院裏是爲病人檢驗,無損檢測則是對零件進行檢驗。

工作人員告訴記者,天津波音生產的複合材料零件將使用超聲波檢測。實施檢測時,設備會發射超聲波穿透零件,再通過接收信號能量的強弱,判斷零件內部質量。超聲波檢測可以發現零件內部缺陷,防止“魚目混珠”。

數字檢測是在這座現代化廠房內檢測飛機零件的另一種方式。通過使用高精度測量設備,對零件及工裝各項特徵進行檢測驗證,已經成爲現代工業製造體系中不可或缺的一部分。數字檢測能夠精準、實時地反映被測目標的狀態,通過檢測被測目標的形狀、方向、位置以及輪廓等特徵,出具數字化檢測報告。

裝配工區——把零部件組裝起來

裝配工作是飛機零部件製造過程中的一個重要環節,各種零件通過不同途徑彙集至裝配工區,在這裏完成進一步加工製造。

鉚接、膠接、螺接……在飛機的零部件裝配過程中,要根據圖紙和技術要求,將大量金屬件和蒙皮用各種工藝方法組裝起來,最終達到生產質量合格飛機產品的目的。

“目前裝配的範圍分爲結構件裝配和駕駛艙組件裝配,正在交付的裝配部件可提供給波音737、747、777、787等機型使用。”工作人員告訴記者。

雷達罩生產單元——爲雷達戴上“護目鏡”

雷達罩是飛機上重要的功能性零件,其主要功能是在不影響雷達探測性能的前提下,保護罩內雷達系統不受外力的損傷和破壞。如果把雷達比作飛機上的“千里眼”,那麼雷達罩就是保護它的“護目鏡”。

據瞭解,雷達罩生產單元操作的全流程包括定位、修切、鑽孔、鍃窩、鉚接、噴漆等工藝。在天津波音廠房內,雷達罩的生產是另一條包含工裝、裝配、噴漆等過程的流線。

在波音737&777雷達罩的工裝區域,經過表面填充後的零件會轉運至此,隨後在工裝上進行定位、鑽孔和邊緣修切等操作。因爲零件上的基礎定位孔都在這裏進行操作,所以對工裝的定位精度和員工的操作技能都有極高的要求。“在工裝區域的右手邊,是737&777雷達罩的裝配區。在工裝區域鑽完定位孔的零件將被運至此處,進行下一步的擴孔、鍃窩、溼安裝和鉚接等工作步驟,在此完成全部裝配工作。”工作人員介紹道。

此外,雷達罩生產單元還有兩個專用噴漆房,用於噴塗雷達罩的導電漆、防腐漆和外觀漆。當不同噴塗的雷達罩展現在眼前時,肉眼可見不同類型噴漆噴塗後的效果。

四大展示區——生動呈現項目成果

展示區並非開展生產工作的區域,而是針對天津波音三期改擴建項目的完工,別出心裁設計的“亮相”環節。在展示區,芯子展示區、鋪貼工裝區、材料展示區和固化後零件展示區等四個區域的工藝和流程“登上了舞臺”。

飛機的芯子通常指的是飛機夾層結構中的核心部分,它位於上、下蒙皮之間,起到連接和支撐蒙皮的作用,並形成整體的剛性結構。由天津波音生產的芯子類型主要有芳綸纖維蜂窩芯和玻璃纖維蜂窩芯。此外,不同材質和密度的芯子有十多種。除了不同類型的芯子,芯子展示區還呈現了芯子的加工流程。

可交付材料和消耗材料是材料展示區的“主力”。記者瞭解到,可交付材料指的是合併到零件中的原材料,包括膠膜類、預浸料類、需充分解凍並有暴露時間要求類等。消耗材料指的是加工輔助材料,包括隔離膜、透氣層、密封膠、真空袋等材料。

此外,在固化後零件展示區可以看到各式各樣的固化後零件。工作人員告訴記者:“這些復材零件有非常優異的性能,如輕量化、高強度、耐腐蝕、良好的機械性能、易於加工等。在波音的主力寬體產品787夢想飛機上,複合材料的佔比超過了50%。”

天津波音清潔間三期改擴建區。 陶冉攝

具有固化作用的熱壓罐。 陶冉攝

工作人員正在手動切割零件。 波音供圖

天津波音的裝配工區。 陶冉攝

不同噴塗的雷達罩展示。 陶冉攝

天津波音廠房。 波音供圖

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