F-35 是由主承包商洛•馬公司與主合作伙伴諾格公司及BAE系統(tǒng)公司合作開發(fā)的。首架F-35 已在2006 年首飛。復(fù)合材料一直是其制造工作的重點。

    F-35 的制造難點

    F-35 的制造難點是要符合預(yù)算，即對飛機的每一個零部件必須精心計算以保證成本的優(yōu)化，特別是碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的制造，因為這種材料的結(jié)構(gòu)占飛機重量的35%，飛機大部分外表面均由此種材料制成。

    而F-35 的機身、機翼、尾翼分別由不同國家的供應(yīng)商制造，最后在洛•馬公司總裝，因此F-35 制造的最大難點是飛機復(fù)合材料蒙皮厚度的控制。F-35 各階段的生產(chǎn)因供應(yīng)商、零部件復(fù)雜程度以及其要求各不相同。如ATK公司生產(chǎn)許多機翼蒙皮桁條時用的是自動纖維鋪放工藝，而洛•馬在制造前機身段蒙皮時用的是手工鋪層。

    控制F-35 復(fù)合材料蒙皮厚度的方法有2 種：一是根據(jù)精細的計算對復(fù)合材料的鋪層數(shù)進行加減；另一種方法是對零件進行切削加工。洛•馬公司及其合作伙伴采用了切削加工和模塑后增加鋪層2種方法來確保蒙皮厚度達標。在洛•馬公司，前機身蒙皮是在Invar35鋼模具上用手工鋪層并在熱壓罐中進行固化的。固化成層合板的鋪層隨后用切削加工法去除余量從而控制蒙皮的厚度。在ATK公司，機翼蒙皮是用纖維鋪放法進行鋪層并固化的，然后用洛•馬公司的制造技術(shù)及生產(chǎn)工程人員開發(fā)的一種方法精確測量蒙皮的厚度。必要時，增加鋪層，然后對整個結(jié)構(gòu)進行第二次固化，該法稱作固化層合板補償法（CLC）。這樣做的目的是控制厚度，是為成本達標采用的一種策略。

    大型切削中心

    在洛•馬公司沃斯堡工廠的中心，就有一個體現(xiàn)這種策略的關(guān)鍵部門，這就是F-35 的切削及鉆孔中心。它是由德國DST公司建造的，負責(zé)F-35 前機身蒙皮、機翼蒙皮以及其他復(fù)合材料工件的切削及鉆削。

    在DST 切削中心進行的大部分工作，采用的刀具是由AMAMCO工具公司提供的涂覆金剛石的碳化物刀具。AMAMCO 公司為中心設(shè)計了DST仿形銑刀具。

    卡爾蔡斯IMI公司的測量系統(tǒng)是世界上最大的高精度測量系統(tǒng)，主要用于蒙皮尺寸、邊緣以及孔的精度檢驗。復(fù)合材料構(gòu)件經(jīng)切削加工后，用該測量系統(tǒng)進行檢測。從2008 年6月開工以來，F(xiàn)-35 的機翼蒙皮采用了MMZ-B Plus龍門式坐標測量機的5m×16m×2.5m 測量包線，也用于風(fēng)洞模型1:1 的組件以及其他飛機機體零件的測量。

    洛•馬公司也用自己開發(fā)的無損檢測激光超聲檢驗系統(tǒng)來檢驗復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的孔洞及其他內(nèi)部缺陷。將該系統(tǒng)400MHz的激光器對準復(fù)合材料結(jié)構(gòu)時，從該激光器發(fā)出的信號返回到一傳感器來顯示蒙皮中的孔洞、裂紋、分層等缺陷。激光超聲系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度為0.56m2/min，比傳統(tǒng)的噴水超聲系統(tǒng)快10倍，因此是F-35 制造工藝不可缺少的一部分。

    鉆孔

    在F-35上評估了3種類型的鉆孔，即手工鉆孔、電動鉆孔以及自動化（數(shù)控）鉆孔。洛•馬公司采用的大部分是自動化鉆孔。在大多數(shù)情況下，F(xiàn)-35 的鉆孔法為垛式鉆孔，即將復(fù)合材料蒙皮放在支承結(jié)構(gòu)上，穿過蒙皮和支承結(jié)構(gòu)進行鉆孔。用單一的鉆頭進行鉆孔、鉸孔以及進一步埋頭鉚接而成。F-35 鉆孔中引人注目的是前機身，機身每一邊用自動化龍門式鉆頭鉆出750個孔。

    機翼蒙皮是與支承結(jié)構(gòu)堆迭起來，用辛辛那提公司的龍門式系統(tǒng)進行鉆孔的。隨后F-35 的團隊用Virtek Vision 國際公司生產(chǎn)的激光投影系統(tǒng)將緊固件號碼投影到蒙皮表面上， 而無需查找復(fù)雜的圖紙即可進行緊固件的安放。當(dāng)不能自動化鉆孔時，可用樣板進行人工鉆孔。采用投影系統(tǒng)可以大大減少工時和工作量。

    刀具更換門檻值的跟蹤

    洛•馬公司用的大部分鉆頭采用的馬達為氣動和液壓式。刀具的尖銳角決定鉆削速度的大小。隨著刀具變鈍，切削時間加長。進給系統(tǒng)可測定鉆孔時間的長短。當(dāng)達到門檻值時，指示燈立即指示工人更換刀具。洛•馬公司正在尋求合適的直徑公差以及特殊的工藝過程控制，從而消滅不合格孔的出現(xiàn)。F-35 鉆孔質(zhì)量Cpk（過程能力指數(shù)）的目標是達到1.3，而目前為1.0，正在改進中。

    所有的修邊、切削系統(tǒng)以及鉆孔工藝正在進行效率、成本、質(zhì)量等因素的評估以便確定整個F-35 復(fù)合材料生產(chǎn)的最佳工藝。洛•馬公司已在沃斯堡建立一個鉆削/ 切削卓越中心繼續(xù)對刀具及工藝進行開發(fā)。隨著F-35 壽命的加長，洛•馬公司及其供應(yīng)商還有幾十年對復(fù)合材料的優(yōu)化和管理時間。