一、引言：碳纤维正在“取代金属”的边缘徘徊
随着波音787、空客A350等新一代飞机广泛使用复合材料，航空制造正步入“非金属时代”。这些材料虽然轻、强，但也带来了加工与后处理的全新课题。
二、主流复合材料概览
| 材料类型 | 组成结构 | 特点 |
|---|---|---|
| CFRP（碳纤维） | 碳纤维+树脂 | 极轻、极强、耐腐蚀 |
| GFRP（玻纤） | 玻璃纤维+树脂 | 成本低、韧性好 |
| 陶瓷基复合材料 | SiC纤维+陶瓷基体 | 高温性能佳，主要用于发动机 |
| 金属基复合材料 | 铝基+SiC或TiB2等增强颗粒 | 综合性能高，可替代钛或铝 |
三、复合材料的机加工特性与难点
- 异向性强：各方向力学性能不同，加工参数需特别调整。
- 热敏感：过热会损伤树脂，必须低速/冷却加工。
- 毛刺、分层、烧伤风险高：切削刀具需特殊设计，如金刚石涂层刀具。
- 粉尘危险：加工时需配置集尘与防爆系统。
四、表面处理的新方法与技术
- 不适合传统电镀：因其非导电性，不能直接电镀。
- 等离子体活化处理：用于胶接/涂覆前的表面活化。
- 纳米涂层（如SiOx）：增强抗紫外、耐磨性能
- 表面喷漆与屏蔽层处理：防静电、防雷击、防腐蚀三合一
五、工程应用与趋势
- 波音787蒙皮、方向舵：CFRP占比超50%
- 空客A350 机翼梁：碳纤维替代铝，重量减轻近20%
- C919 客机尾翼/中机身部分：中国制造开始全面导入复材技术
六、未来发展趋势与挑战
- 加工自动化升级：需五轴联动、视觉识别、自适应刀具
- 环境法规约束：复合材料回收仍是技术难题
- 标准化尚不成熟：各厂商仍在摸索统一工艺标准
七、结语：复材已来，加工与处理技术需同步进化
复合材料不只是材料革命，更是制造体系革命。只有掌握从切削到表面处理的复合材料技术，才能真正参与下一代航空工业的核心竞争。
