姚麗瑞 袁 超 唐邦銘

復(fù)合材料的工藝標(biāo)準(zhǔn)化

姚麗瑞 袁 超 唐邦銘

在復(fù)合材料生產(chǎn)中，工藝是將設(shè)計變成制造的重要依據(jù)。工藝是否標(biāo)準(zhǔn)，直接影響著產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率?；诖?，本文從復(fù)合材料的工藝特點(diǎn)出發(fā)，分析了復(fù)合材料工藝標(biāo)準(zhǔn)化的意義，并闡述了復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程的編制及應(yīng)用策略，以期為一線工作提供理論指導(dǎo)。

復(fù)合材料 工藝規(guī)程 標(biāo)準(zhǔn)化

工藝標(biāo)準(zhǔn)化是復(fù)合材料工藝管理的重要組成部分，即按照標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則、原理及方法，對一些與工藝相關(guān)的共性問題加以改進(jìn)、精簡、統(tǒng)一的過程。企業(yè)能否在有限時間內(nèi)生產(chǎn)出高質(zhì)量的復(fù)合材料產(chǎn)品，滿足客戶及市場需求，很大程度上取決于工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。

一、復(fù)合材料工藝的特點(diǎn)

復(fù)合材料的生產(chǎn)與其產(chǎn)品的成型是同步進(jìn)行的，復(fù)合材料成型工藝的確定，需要結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、受力情況等進(jìn)行選擇，充分借助材料形成與產(chǎn)品成型同步完成這一點(diǎn)，做到產(chǎn)品的一次整體性成型。在復(fù)合材料的工藝操作過程中，工藝水平高低對產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有決定性影響。例如，層間剪切強(qiáng)度是影響復(fù)合材料性能的關(guān)鍵，其不僅與纖維表面質(zhì)量密切相關(guān)，而且與產(chǎn)品的空隙率有很大關(guān)系。研究表明，當(dāng)空隙率在4%以下時，每提高1%的空隙率都會使層間剪切強(qiáng)度下降7%，而空隙率大小與工藝操作之間存在密切關(guān)聯(lián)。在復(fù)合材料工藝中，對固化溫度、固化壓力、保溫時間等工藝參數(shù)的控制至關(guān)重要，同時纖維取向、吸膠量控制等因素也十分關(guān)鍵。

二、復(fù)合材料工藝標(biāo)準(zhǔn)化的意義

首先，通過實施工藝操作標(biāo)準(zhǔn)化，可以將企業(yè)及其員工掌握的技術(shù)、經(jīng)驗等轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程，即便企業(yè)出現(xiàn)員工跳槽、離職等情況，也不會造成技術(shù)與經(jīng)驗的流失，從而為企業(yè)積累了一筆寶貴的技術(shù)財富。其次，標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程本身便于學(xué)習(xí)和推廣，可以作為企業(yè)的作業(yè)指導(dǎo)書或工藝培訓(xùn)教材，就算某道工序的操作人員出現(xiàn)了變動，新調(diào)來的人員也能很快掌握正確、標(biāo)準(zhǔn)的工藝操作方法，使產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性、安全性得到了極大保障，有效避免了隨意操作或誤操作所帶來的各類生產(chǎn)事故。

三、復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程的編制及應(yīng)用

（一）編制范圍

復(fù)合材料生產(chǎn)成型中涉及的工藝方法較多，以樹脂基復(fù)合材料為例，就包括熱壓罐成型、模壓成型、真空袋成型、樹脂傳遞模塑成型（RTM）、拉擠成型等。通常情況下，企業(yè)會以其中的幾種工藝為主。而對于不同企業(yè)來說，到底需要編制哪些方面的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，還應(yīng)該參照本企業(yè)的具體工藝實踐。通常是針對那些比較成熟、典型且應(yīng)用較為廣泛的工藝，或多種工藝均會用到的共用工序來編制，如脫模劑涂刷、膠液調(diào)配、預(yù)浸料鋪放等。在實際編制過程中還應(yīng)當(dāng)注意，必須聯(lián)合專業(yè)技術(shù)人員與專職標(biāo)準(zhǔn)化人員，雙方共同參與編制活動，以確保標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的科學(xué)性、有效性。

（二）編制規(guī)則

第一，目標(biāo)明確。標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程的內(nèi)容描述必須有明確的目標(biāo)指向，要在確保內(nèi)容全面完整的基礎(chǔ)上，盡量規(guī)避一些與目標(biāo)不相干的內(nèi)容。例如，在編制《熱壓罐成型標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程》時，應(yīng)將整個工藝流程作為編制對象，在內(nèi)容上要涵蓋此工藝的各個環(huán)節(jié)和工序。再如，在《拉擠成型標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程》中，切忌過多地討論拉擠模具或工裝，原因在于這些都已經(jīng)納入工藝裝備標(biāo)準(zhǔn)的范疇，而不應(yīng)該在工藝操作標(biāo)準(zhǔn)中重復(fù)論及。

第二，可操作性強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的操作描述應(yīng)當(dāng)是安全并且易于操作的，如在衡量手糊產(chǎn)品脫模時的固化度時，部分企業(yè)采用的是不可溶分含量測定的方法，實際可操作性不強(qiáng)。相比之下，更為理想的選擇是表面巴氏硬度檢測。另外，安全問題也是標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程編制中必須重點(diǎn)考慮的問題，特別是在切割操作、吊車操作等一些容易發(fā)生人身傷害或設(shè)備損壞的工序中，應(yīng)專門就安全事項進(jìn)行明確說明。此外，在確保安全、易操作的基礎(chǔ)上，也要盡量兼顧技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)合理性。

第三，量化具體。在編制標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程時，不應(yīng)該使用“小心操作”等模糊不清的字眼，而應(yīng)當(dāng)就如何小心操作進(jìn)行具體描述。同樣的，類似“打磨好后再用棉紗仔細(xì)擦拭”之類的句子也不宜出現(xiàn)，因為對于何為“打磨好”并未給出確切的衡量標(biāo)準(zhǔn)，這就會使不同的操作人員產(chǎn)生不一樣的理解，進(jìn)而導(dǎo)致工藝操作的不統(tǒng)一，正確的描述應(yīng)當(dāng)是“打磨到均勻無光亮后再用棉紗擦拭干凈”。此外，為了使工藝規(guī)程得到更好的理解和執(zhí)行，要盡可能地多用一些圖或數(shù)字，確保工藝參數(shù)清楚無誤。

第四，采用國標(biāo)行標(biāo)。目前，國家針對復(fù)合材料領(lǐng)域制定了許多的國標(biāo)、行標(biāo)。在編制標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程時，應(yīng)盡可能地引用和借鑒這些國標(biāo)、行標(biāo)，以提高工藝規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)化程度。以《復(fù)合材料制品超聲波檢測通用規(guī)程》為例，在編制時可參考的國標(biāo)、行標(biāo)有《GB/T12604.1無損檢測術(shù)語 超聲檢測》《GJB1038.1纖維增強(qiáng)塑料無損檢驗方法 超聲波檢驗》《GJB9712無損檢測人員的資格鑒定與認(rèn)證》等。

（三）編制程序

標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的編制是一項系統(tǒng)、嚴(yán)肅的工作，并且具有較強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)性，為確保工藝規(guī)程的編制質(zhì)量與效率，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)首先制定完整的工作計劃，并嚴(yán)格依據(jù)工作程序來進(jìn)行編制活動。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的編制程序如下：

圖1 標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的編制程序

（四）應(yīng)用策略

標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程編制完成后，如何將其貫徹、應(yīng)用到生產(chǎn)實際中就成為一項更為關(guān)鍵和繁重的任務(wù)。一般來說，標(biāo)準(zhǔn)化工藝規(guī)程的貫徹執(zhí)行需要經(jīng)過以下三個環(huán)節(jié)：一是準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。首先，為員工發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程材料，并由相關(guān)人員宣講工藝標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義，使員工充分理解并主動配合工藝標(biāo)準(zhǔn)化活動；其次，開展標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的培訓(xùn)工作，幫助員工掌握標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的具體操作方法；再次，為標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的貫徹與執(zhí)行做好相應(yīng)的物質(zhì)、技術(shù)準(zhǔn)備。二是實施環(huán)節(jié)。即用標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，并安排工藝管理人員定期或不定期地到現(xiàn)場進(jìn)行工藝紀(jì)律檢查，確保標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程得到有效推行。三是總結(jié)提高環(huán)節(jié)。即對標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程實施中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行總結(jié)和分析，思考相應(yīng)的措施，并擇機(jī)予以進(jìn)一步的修訂與完善。

四、結(jié)語

工藝操作標(biāo)準(zhǔn)化是提升復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)工藝管理水平的關(guān)鍵，也是企業(yè)增強(qiáng)自身競爭力、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。但工藝標(biāo)準(zhǔn)化是一項綜合性、系統(tǒng)性、長期性的工作，并非短時間內(nèi)就可以建立健全的。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身發(fā)展實際，有計劃地進(jìn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)化體系的規(guī)劃與建設(shè)工作，從而為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

（作者單位為中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司）

［1］ 王曄，王剛.我國航空發(fā)動機(jī)材料控制標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀分析［J］.航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2016（3）.

［2］ 宋錦柱，朱宇宏，王燕，等.金屬基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化及標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀［J］.中國標(biāo)準(zhǔn)化，2013（5）.