空客客舱地板胶介绍及其成品的数控加工应用

摘要：本文就空客飞机客舱湿区（民航客机的登机区域及厨房、厕所区域）地板胶（Non-textile floor covering，简称NTF）的类别、标准及作用分别进行阐述。针对不同类型地板胶而采用的不同拼接工艺进行介绍并简要分析其差异。就目前地板胶的成品件加工方式进行介绍，并简要陈述数控加工技术的引入对地板胶成品件加工的影响。

关键词：民航客机;地板胶皮;拼接工艺;数控加工

前言：在空客民航客机的客舱湿区会受到雨水、雪水、厨房垃圾及厕所污水等各种污染，不仅使旅客和机组人员在该区域内活动时可能因湿滑而摔倒，还会使该区域的机身结构遭到腐蚀。为了避免在该区域活动的人员发生不安全事件和降低地板梁结构腐蚀发生的可能性，而地板胶之间的拼接缝平整度和胶接质量对湿区地板梁的防腐起着至关重要的作用。同时，地板胶还需具备较高的强度、较长的使用寿命以及满足轻量化的要求来降低维护运营费用。

1.    地板胶的构成形式和类别

1.1  地板胶的构成形式

地板胶的主要构成形式为如图1 所示，由于地板胶的上层胶皮作为表面层其强度不够不能单独使用，必须与作为基底层的复合材料配合使用，因此根据表面层和基底层结合方式的不同地板胶有三种构成形式。第一种是将地板胶皮作为表层和玻璃纤维板作为底层，分两次施工粘合使之形成最终的地板胶。这是一种很常见的构成形式。第二种是使用wulfmeyer公司处理的产品。该公司并不直接生产地板胶，它采购空客批准的地板胶皮再加上纤维板，经过真空粘接处理形成新的产品，称为地板胶组件。第三种是使用各个厂家通过不同的处理工艺后将表面层和基底层融合在一起的地板胶，称之为一体化（all-in-one）地板胶。

1.2  地板胶的类别

地板胶的厂家通常按照其背部材料来确定地板胶的系列，背部材料主要有闭孔发泡材料及玻璃纤维两种。闭孔发泡材料型的地板胶，具备良好的降噪减震功能，但是长时间承受高压力会留下印记。玻璃纤维型则具备较强的抗冲击性能和尺寸稳定性，不易产生皱褶，并且其单位尺寸内可以做到更轻更薄。

地板胶按照表面层可分为PVC和硅胶两种。由于硅胶材料的特性，在接缝处无法进行热焊接，只可以采用密封胶封严方式来拼接。使用PVC表面材料的地板胶则可以采用热焊接或者密封胶进行拼接。

地板胶按照单位面积的重量可以分为普通型和超轻型。当每平方米的质量小于2.3KG时可以称为超轻型地板胶。空客A320系列飞机对质量控制不敏感。而经过轻量化处理的一体化地板胶则是A380飞机的首选。

2.    地板胶的安装要求

在铺设地板胶前应该确保环境温度在18-30℃，相对湿度不超过75%。只有在合适温度和湿度下才能使地板胶底部的粘合层性能充分发挥。另外，需要确认地板胶的边缘与待安装区域内的厕所和厨房等机上设施留出5.0+2.0mm或-2.0mm的间隙。这些间隙的作用是在封嚴的时候，保证密封胶和间隙边缘充分接触，提高封严的效果。铺设完成后对于两块地板胶接缝的间隙，若使用热焊接的方式则为1.5+1.0mm或-1.5mm;若使用密封胶的方式则为3.0+1.0mm或-0.5mm。

3.    地板胶接缝的封严方式

3.1  注胶密封

以硅胶为主要原料作为表面层的地板胶只能使用密封胶对拼接缝进行封严，所选用的胶料是METZELER公司的密封胶FLOORSIL？2。以PVC材料作为表面层的地板胶也可以在与客舱里的厕所、厨房或其他设施设备形成的接缝处使用FLOORSIL？2 进行封严。FLOORSIL？2 是属于硅胶类的密封胶。其颜色多样，一般情况下需要根据手册的要求与地板胶的颜色进行配套选择。密封胶的固化时间在2-3mm的胶层厚度下需要24小时。

施打密封胶的主要步骤分为三步：

1）遮蔽保护

沿着接缝的两边使用纸胶带进行遮蔽。防止多余的密封胶接触到不需要封严的区域，保持施工区域整洁、美观。

2）  封胶

将所有的缝隙施用密封胶后，立即使用非金属材料的抹刀把多余的密封胶抹去，使密封胶与胶接缝的平面齐平。不平整的胶接缝可能会过早的失效。

3）  保护胶缝

封胶完成后去除遮蔽胶带。由于密封胶的固化时间较长，在密封胶固化前应对胶缝实施保护措施，避免因意外触碰造成对胶缝的破坏。导致地板胶表面层与底层分离，产生鼓包或者褶皱。

3.2  热焊接

热焊接是一种利用以PVC为材料的焊条在加热工具的帮助下将地板胶的拼接缝融合在一起的工艺。因其焊缝所需的固化时间较短，通常在5 分钟之内就可以自然降温固化，被广泛应用于以PVC材料作为表面层的地板胶。常使用到的工具如图2 所示。

1）开槽

地板胶粘接好之后，使用V型刮刀在接缝处开出约30°的V型槽。并且V型槽的深度不能超过地板胶厚度的2/3。

2）  保护

使用铝箔胶带在焊缝两侧进行遮蔽保护，保证将周围区域的表面花纹及外观受到高温的影响降到最低。

3）  焊接

使用热焊枪加热与地板胶颜色相匹配的焊条使接缝融合。在焊接前，需要将热焊枪预热到160℃-200℃之间。最终的温度选择应与焊接速度相匹配。如果焊条有烧焦的迹象，则加快焊接速度或降低热焊枪温度。如果焊条未充分融化，则减缓焊接速度或提高热焊枪的温度。焊接时要注意保持枪嘴头部与地面基本平行，并在焊缝上匀速移动，将融化的焊条填入焊缝。热焊枪移动方向应从远处向面前拉动。

4）  修整

所有的修整工作须在焊条冷却才可进行，以避免脱焊的可能。多余的焊条材料使用地板胶修整刨刀结合保持器去除。

对于地板胶的拼接方式，更推荐热焊接方式。因为胶密封的接缝外观虽与焊接并无太大差异，但接缝在餐车碾压及日常清洁等因素影响下极易脱落而导致漏水，引起地板胶鼓包及皱摺甚至结构的腐蚀。

4     应用数控技术对地板胶成品加工的影响

4.1  数控设备特点介绍

目前所使用的地板胶制作设备是型号为DCF733018的电脑雕刻机，它的主要组成有一个长3000mm，宽1800mm的有效操作区域的工作台，一个龙门刀架，一个铣刀头和一个控制台。虽然该机床并非专用设备，但是其作业区域大，可操作性高。

由于该机床是利用铣刀的旋转和位移来切削出所需要的形状，并且刀刃是沿着顺时针方向转动，若铣刀位移方向和铣刀旋转时与被切削材料边缘在切线上的方向相同，则切削后的材料边缘是平整的。若铣刀行进方向和铣刀旋转时与被切削材料边缘在切线上的方向相反，则切削后的材料边缘是粗糙的。

4.2  数控设备的应用

在飞机进厂前将与该飞机构型对应的地板胶工程图纸文件下载，以计算机辅助制图软件（CAD）为数据载体，按照工程图纸给出的尺寸在CAD中绘制出成品件的形状，以数控机床为基础进行加工作业。

在开发初期遇到最突出的问题是成品件尺寸超出设备作业区域。以某构型的A320飞机前厨房通道区域地板胶的加工制作为例，由于数控设备的最大加工长度是3000mm，而成品件尺寸中最长的尺寸远超过这一数值，无法一次加工成型。因此，通过对设备进行多次调试和试验后总结出了一种新的加工的方法。如图3 所示，该方法的原理是将原本完整的超长图形沿长度方向分割为两段或者多段半封闭的图形，再按照每段图形的先后顺序多次加工后形成完整的成品件。

4.3  提高成品件的质量

飞机在实施高级别定检或湿区地板梁结构检查时，通常会在客舱内设施设备部件离位后被拆除，而在恢复客舱的工作开始前需要先将新的地板胶铺设到位。就此而言，更换地板胶是客舱维修的一项常规工作，也是客舱维修进程具有节点控制性的工作。同时，由于需要覆盖的地板区域边缘的形状具有特殊性，所以地板胶尺寸的准确性很重要。而且需要地板胶边缘和接缝处平整、均匀才能提高其胶接的质量。因此，能否在保证质量的前提下将地板胶成品按时制作成为了一项重要工作。

过去我们通常采取沿着旧地板胶的边缘临摹出一个尺寸后用剪刀裁剪的制作方式。或者用直尺和圆规量度的方式按照空客手册中的图纸绘制出地板胶成品件的模板，再沿模板裁剪的方式。但是这两种方式都不能完美的解决我们面临的问题。而数控加工技术使用CAD图软件按照空客手册上给出的地板胶皮标准尺寸绘制，经过数控机床切割后，地板胶的成品精度能控制在±1mm的范围内，从尺寸精度上来看，远胜于以往通过手工裁剪造成边缘粗糙的情况。

4.4  缩短施工周期

如表1 所示，每架次A320系列机型和A330机型分别节约16个工时和64个工时，这极大提高了生产效率，能为分公司每年节省20多万元的人工成本，也为机上客舱的厕所厨房等设施设备的恢复安装争取了大量时间，从而提升了客舱维护工作的整体恢复品质。另外，利用CAD软件绘制完成的地板胶成品尺寸数据以航空公司为组别，按照机型和构型进行分类保存，形成了一个数据库之后便可以直接根据各航空公司的不同飞机构型，从数据库中提取对应的图纸数据即时加工，全过程均为数字化操作。若能依据飞机的进厂计划，预先对地板胶成品件进行批量加工，这将进一步提高生产效率。

5     总结

飞机湿区的地板胶的功能性在持续开发中逐渐得到了完善，但随着航空业不断发展，地板胶外观的各项指标也不断更改，同时考虑到燃油经济性，产品安全性以及维护经济性等问题，一些密度较大的地板胶也在逐步被飞机制造商淘汰，质量更好、密度更小的产品不断被采用，比如空客飞机使用的Wulfmeyer地板胶组件因其价格昂贵，也正在被一体化（All-in-one）地板胶产品代替。一体化地板具有优良的产品性能，并兼备抗冲击性能和尺寸稳定性，密度也大大降低。且免去了普通型地板胶需要分兩次铺设的维护成本。

在地板胶的成品制作中，利用数控加工技术不仅使人力成本和时间成本得到极大的降低同时获得更好的成品件质量，还能帮助客舱的工作者将更多的精力专注于其他客舱设施的维护中。若能够根据各飞机的维修计划和总体生产量的情况，对地板胶成品件的制作实行预生产，相信客舱的维护工作能做到无缝衔接。

参考文献：

[1]   A320family，A330and A380NTF Selection-Brochure issue9[EB]，France：AIRBUS，May2011

[2]   Aircraft Maintenance Manual[EB]，France：AIRBUS，May2019

[3]   Installation Guide[EB]，Japan：Lonseal，march2019

[4]   Specialty Flooring[EB]，Japan：Lonseal，October2017

[5]   Interior Color Specification[S]，France：AIRBUS，June2008

[6]   魏静，顾铮，蒋绍新.民用飞机客舱设施与维修[G]，陕西：西北工业大学出版社，2016

作者简介：

胡大伟（1990.06-），男，汉族，四川，北京飞机维修工程有限公司成都分公司，助理工程师，从事飞机客舱设施设备的维修与技术支援工作。