AAMMC技术中心：提升美国大型热塑性复合材料航空结构件的生产

美国航空航天材料制造中心是美国经济发展局 （EDA） 资助的 31 个地区技术中心之一。AAMMC 位于横跨华盛顿州东部和爱达荷州北部的斯波坎-科达伦地区，将推动国防和商用飞机的大型热塑性复合材料 （TPC） 结构达到技术就绪水平 （TRL） 6-9。

尽管美国工业已证明TPC在商业和国防应用中可以降低成本和重量，但它仍然落后于其他国家，目前缺乏满足国内需求和在全球范围内进行高速制造竞争的基础设施。

AAMMC技术中心将致力于解决这一问题，并将成为全球唯一一个拥有所有必要工具和设备的中心，以加速大型TPC航空结构的认证和生产。该中心还将创建并支持美国此类部件高速生产的全新供应链，使美国本土企业能够赶超全球竞争对手。

AAMMC 技术中心将设在斯波坎国际机场附近一座占地 50 英亩、改建后的 386,000 平方英尺的前制造工厂内。

联盟和资金

AAMMC 技术中心由50 个成员组成的联盟提供支持，涵盖 TPC 航空结构的完整价值链以及国家实验室和教育机构、政府（包括地方、地区和部落实体）和组织，以实施风险投资、劳动力和经济发展。

尽管 AAMMC 在 2024 年 7 月向 12 个指定技术中心分配 4.8 亿美元赠款时没有收到任何资金，但预计它将在 2025 年 1 月分配的额外 EDA 资金中获得超过 5000 万美元的资金。这笔资金将包括联邦奖励以及行业和私人承诺。

AAMMC 的五年预算提案包括 7200 万美元的联邦资金，以及来自波音、柯林斯宇航、Spirit AeroSystems、Syensqo和东丽工业等行业合作伙伴的 800 万美元配套资金，以及来自 Lakeside Companies 的风险投资。此外，还有来自冈萨加大学、华盛顿信托银行、Mountain West Bank、斯波坎国际机场、S3R3、斯波坎市、 Accudyne Systems、ATC Manufacturing

满足需求

波音公司于2024年预测，到2043年将需要44,000架飞机，其中包括33,000多架单通道喷气式客机。空客的预测也类似——未来20年将需要42,000架飞机。不幸的是，新冠疫情后，飞机生产率大幅下降，国际航空运输协会（IATA）报告称，飞机交付量仍比疫情前的峰值低30%，导致全球积压飞机数量达到前所未有的17,000架，相当于现有机队的约50%，远远超过了三分之一的历史正常水平。

按照目前的生产水平，OEM 需要 13.5 年的时间来清理现有的积压订单，也就是说，今天订购的飞机可能要到 2040 年左右才能交付。AAMMC 技术中心的成立就是为了帮助解决这一短缺问题。

世界上最大的出版社

Spirit AeroSystems（美国堪萨斯州威奇托市）先进复合材料研发与技术高级复合材料研究工程师Mark Wadsworth解释了美国目前缺乏大型TPC结构生产能力的原因：“现在，我们必须到美国境外才能获得大型部件的冲压件。该技术中心的目标是拥有一台比最近安装在空中客车不来梅的压机更大、性能更强的压机，以满足美国下一代飞机所需的大型TPC部件的开发和认证。这台压机将是交付周期最长的一项产品，需要2-3年的时间进行设计、制造和安装。“

“我们目前正在制定压机设备规格，”Spirit AeroSystems 美国公司先进复合材料高级经理 Govind Raj 补充道，“AAMMC 将发出 RFQ、分配合同并将其运送到斯波坎现场进行安装。”

AAMMC 所需的每台设备都需要这样的规范。目前包括自动纤维铺放 （AFP） 设备、非热压罐固结炉和无损检测 （NDT） 设备等。“我们也将为这些设备制定规范，”Raj 补充道。

运营结构、项目

与此同时，创始成员继续推进项目规划和合作。AAMMC 技术中心架构包括一个管理委员会和技术委员会，负责协调项目提案并邀请成员参与，类似于泛欧清洁航空计划宣布项目并发布项目征集（CfP）的方式。

“技术中心将由少数高素质的核心技术人员和员工运营，”Raj 表示。“参与项目的每个联盟成员都将派出各自的技术人员完成分配给他们的工作包。我们并不打算将其设想为一个竞争前的研发中心，而是希望每个人都能够根据需要在独立的、受知识产权保护的空间内合作和/或完成他们的工作。”

“该设施非常灵活，可以轻松适应这种类型的作，”总部位于斯波坎的经济发展组织 S3R3 Solutions 的执行董事克里斯·彭格拉 （Chris Pengra） 指出。

材料供应商

Syensqo 热塑性复合材料执行副总裁 Fabrizio Ponte 指出：“这是北美首个此类制造中心。我们的愿景是建立一个像欧盟许多已建成的技术中心一样，更具协作性的技术中心。该技术中心将见证波音公司作为原始设备制造商 (OEM) 与多家一级供应商以及整个价值链上的供应商之间前所未有的合作。这在美国已经是卓越的、独一无二的，并将加速国内大型热塑性复合材料 (TPC) 航空结构的生产——这是长期以来一直承诺但尚未实现的事情。现在，我们将有能力演示和认证这项技术，以用于下一代商业和国防应用。如果没有这台大型压机，美国就没有人能够压制大型翼肋、舱门和机身结构，这是我们的首个也是周期最长的投资。”

Syensqo 提供一系列先进的 TPC 基质系统，包括 PEEK、PEKK、PAEK 和 PPS。“波音公司长期使用 TPC，但仅限于内饰和小型部件，”Ponte 补充道。“我认为我们需要确保美国航空航天业已经做好准备，并有能力实现更大 TPC 结构的高速可持续生产。”

材料供应商 东丽先进复合材料公司（位于美国加州摩根山）也是该联盟的成员。Raj指出：“所有这些成员公司都在相互竞争，但这个技术中心将它们联系在一起，增强了它们的能力。“

培训、劳动力发展

AAMMC技术中心的另一个关键部分是培训和劳动力发展。冈萨加大学是该中心的主要高等教育机构，西雅图华盛顿大学也是该中心的重要成员，在波音和航空航天工业的复合材料开发方面拥有丰富的经验。彭格拉指出：“我们还有位于科达伦的北爱达荷学院，该学院为航空航天工业提供复合材料技术员课程。我们拥有众多优秀的劳动力培训机构，它们将为技术中心做出贡献，并且合作良好。”

Raj 补充道：“我们正在制定的运营计划将解决不同的教育和劳动力发展组织如何参与和分享 AAMMC 技术中心项目。”

所需系统、持续支持

“该技术中心已建立必要的重点和支持系统，以确保其成员企业取得成功，”彭格拉表示赞同。“我们正在倾听制造商的意见，并确保教育和劳动力项目到位，并旨在满足他们的人才需求。”

“机场拥有可供开发的土地，可以支持实现 TPC 航空零部件高速生产完整供应链的长期目标，”斯波坎国际机场公共事务总监 Todd Woodard 说道，该机场毗邻 AMMCC 技术中心设施。“华盛顿州和爱达荷州政府正在共同努力实现这一愿景，他们的四位美国参议员以及多个城市和县都参与其中。AAMMC 技术中心提案花了 2 年时间才得以实施，现在我们已经被选中并获得初始资金，我们将更加致力于加速这项技术的发展和零部件认证。”

“联盟已经确定了所涉及的工艺和材料，并根据需求制定了能力和设备清单，”拉吉说道。“每个成员都有具体的技术路线图。“ 例如，请参阅”热塑性复合材料机舱的潜力”。

“我们大多数人也参与了 HiCAM 项目，”Wadsworth 补充道。他指的是NASA 的 ，该项目旨在解决更快速生产复合材料飞机的需求，以满足全球对轻型运输飞机日益增长的需求。“然而，该项目的目标是将多项技术推进到 TRL 4。该技术中心将推动 TRL 5 及更高水平。因此，我们现在实际上拥有从 HiCAM 向前的连续体，这将加速 TPC 的采用和产能。一切都是为了快速生产轻型飞机。“