陈 哲 刘 丰 吴晓川 杜悟迪

机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室，北京，100083

0 引言

三维复合材料具有层间性能好、损伤容限高和可近净成形等优点[1-2]，在航空航天、国防军工等领域得到了广泛的应用[3]。复合材料正在向结构复杂化、成形一体化方向发展，这对复杂结构复合材料构件的成形工艺提出了更高的要求[4-5]。

成形路径规划是在成形过程中对执行机构的轨迹进行设计，它对工件的成形质量和成形效率有显著影响。常见的扫描路径规划有平行扫描[6]、分形扫描[7]、螺旋线扫描[8]、分区扫描[9]等。周鹏等[10]根据自动铺放技术的工艺特性，分析复合材料丝束的可铺放性，根据分析结果进行铺层面的区域划分，独立规划丝束轨迹，提高了制品质量。孟书云等[11]以按照曲面形态自适应生成的经线为参考线，根据丝束纤维的工艺参数，生成了复杂曲面的自动铺丝轨迹。黄小毛等[12]采用正多边形格子扫描路径生成算法提高了成形区域的温度场均衡性，减小翘曲变形和残余应力。韩兴国等[13]选取最优的扫描线角度，将填充区域进行区域划分，再进行区域合并和优化，有效提高了3D打印零件的尺寸精度和表面质量。来旭辉等[14]采用六边形分区与平行线变角度扫描技术，根据各子区域的形心距离规划扫描顺序，实现成形过程中的变形控制。

柔性导向三维多针织造工艺沿预置的z向导向阵列，通过x、y两向多针同步铺放纤维束，实现三维厚实预制体的织造[15]，提高了预制体织造成形效率，但是当预制体截面轮廓复杂或包含内轮廓时，仍具有一定的局限性。……