碳纤维被誉为当代“新材料之王”。但这种材料特殊的加工成型方式，需要专用设备，研发难度高，光威作为链主企业正着力研发自动加工设备，加快补齐产业短板。

无论是风驰电掣的战斗机、运输载客的民航飞机，还是遨游太空的神舟飞船，直冲云霄的时刻，重量是决定性能的关键指标。有数据统计，“航天器每减重1公斤，经济效益就增加近10万美元”，在材料选择过程中，碳纤维的表现格外亮眼，它的强度是钢的7-9倍，重量却只有1/4。而要让一缕缕碳丝变成精密部件，加工装备至关重要。

威海光威精密机械有限公司副总工程师白贤荣：“普通的机床它是利用金属材料，进行一个车削或者是铣削的减材过程。我们碳纤维的成形工艺，通过多层铺叠来实现我们材料增厚，再通过高温固化形成一个零件。”

相比于手工铺放，自动化装备的效率能提升20倍左右。但由于航空航天市场专业性强、研发难度大，世界上生产航空航天用自动铺丝设备的企业只有欧美的4、5家。在过去，要想在飞机上使用碳纤维，设备只能依赖进口。核心装备受制于人，作为国内碳纤维生产的头部企业，光威决心开展自主研发。

威海光威精密机械有限公司总经理侯焕斌：“在10年前，我们能够自己研发碳纤维的装备，通过不断地去改进，不断去迭代，实现成功。那么我们相信在碳纤维发展后期的装备应用上，我们也有信心。同时，我们也有责任和义务，将整个航空航天制品发展所需要的装备应用，来进行保障。”

为攻克关键技术，光威组建了一支涵盖机械设计、电气自动化、数控系统、软件开发等多领域的复合型研发团队。他们首先要解决曲面铺放轨迹规划的难题，来满足航空部件依据空气动力学设计，曲度变化大、结构复杂的特点。

威海光威精密机械有限公司副总工程师白贤荣：“ 像S进气道这种高级曲面，它会出现一个扇形。开始端如果是A4纸大小，结束端会扩大一倍。因为丝数没有变化，始终保持一定的宽度，势必到末端会产生一个空白三角区域。”

摆在工程师面前的，不仅要补齐这个空白，还要尽可能得保证碳纤维长度，只有碳纤维越长，最终部件的力学性能才越好。选择最优方案，团队尝试了几万次，使用上万平方米的碳纤维布料去测试，而每平米的综合价格高达2800元。团队利用测地线原理，通过算法设计出增减丝系统。当空白三角区域的宽度超过5毫米时，设备自动执行增丝指令填补空缺。

威海光威精密机械有限公司副总工程师白贤荣：“在缝隙逐渐扩大的情况下，这个位置，我们进行了增纱（丝）。通过错层算法，我们可以使铺层的厚度，控制在正负0.1毫米内，也就是一张纸的厚度，整个面都很均匀。”

然而新的难题很快又出现了，频繁增减丝造成刀片磨损，几百次后就需要更换。每更换一次需要半个多小时，严重耽误生产进度。

威海光威精密机械有限公司电气工程师王鹏云：“经过一年半的时间，我们改进切刀的结构，又通过改善切刀的材质继续提高切刀寿命，现在的寿命可以说连续干几个星期的工作没有问题。”

经过5年多打磨，光威生产的自动铺丝设备，经过山东省装备制造业协会认定，整体技术达到国内领先水平，如今光威精机生产的自动铺丝设备已经应用到航空航天领域，助力国内相关企业实现了批量化生产和标准化加工。

文章来源：威海高新区发布

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