科创中国

粒子增韧技术的研发工作始于2017年，同济大学贺鹏飞教授在此之前已在复合材料领域有近15年的技术沉淀。依托于“同济大学-中国商发联合创新平台”承接了研发新型“钛-碳混合结构复合材料叶片”工艺的任务，旨在突破国际专利封锁形成自主可控的发动机叶片“设计-工艺一体化”设计制造体系。经过近4年的努力，团队完成了首件全球最大尺寸三维机织复材叶片制造，并于2021年通过了叶片适航测试中最关键的“鸟撞实验”，这也是国内领先通过该实验的一型叶片。该项目目前处于同研制阶段，每年能稳定获得30~50片订单；上游产品定型后，每年订单量将达到200~300片，产值将达到1~1.5亿元人民币。

专利自主从国内外研究及应用现状来看，树脂基复合材料叶片经历了多次设计和制造工艺的革新，已拥有近10年的技术优势，国内其他单位均采用国外企业已有技术路线，在专利自主性上比较被动。某某公司技术专利与某某共同研发，工艺相关技术秘密由某某公司团队掌握，且能与叶片气动性能设计协同优化。机加工难度低其他企业所用技术路线需要机加工钛合金叶片包边，需要精锻、六轴、深沟铣削等工艺，加工难度极大，是国外叶片生产企业核心技术壁垒之一。某某公司技术采用的混合结构使得金属件与叶片复合材料部分可以共同固化，加工精度需求大幅降低。成型效率高与仅靠树脂基体保证层间性能的纤维增强复合材料层合板结构不同，可采用可自动化织造成型的预制体也提高了叶片的生产效率，降低了叶片成本。抗冲击性能高三维织物增强复合材料在厚度方向有交织的纤维。这种增强材料的空间取向为复合材料的高层间性能、高抗冲击性和损伤容限提供了有力保障。另一方面，某某公司采用的混合结构技术路线可充分协同金属部分与复材部分的性能，使得叶片整体拥有较高的抗冲击性能，也是国内较早通过鸟撞实验叶片中构形最大的一片。

目前公司核心产品粒子增韧三维机织叶片，目前订单主要为科研用叶片。本项目旨在实现该先进叶片生产制造的产业化，进一步承接新一代发动机大型先进复材风扇叶片（近20片/台、8台/年，合计每年160片装机、50片试验）适航研制成形需求，形成满足产品研发、定型过程的柔性产线，并充分考虑定型后大规模量产的产线扩张接口，提前固化未来核心高端市场。

国外业内龙头企业Albany Engineered Composites市值达100亿美元，2018年年产叶片大型风扇叶片、静子叶片30000片，产值超25亿美元。

同济大学 贺鹏飞 教授团队 国家“2021-2035规划”编制专家组成员 国家十二五“军民两用材料”计划专家组成员 同济大学/上海商用发动机有限公司联合创新中心首席科学家 专业方向 ：航空构件振动、疲劳分析， 多场环境下材料与结构的破坏， 复合材料全寿命工况疲劳分析。

国内该领域受技术水平所限，处于基本空白的状态。由于产品与国防民生息息相关，考虑到目前全球贸易战、科研战的国际政治经济形式，在叶片领域与同济大学合作目的本身即是打破国外行业巨头的专利垄断，因而与国内产品、服务供应商形成了高度绑定，保守估计公司产品成熟后每年将能获得200~300片风扇叶片订单。其他民用航空发动机静子叶片订单预计每年1000片。

目前项目总体研发已投入资金近2000万元，实验过程至今历经5年，单次试验成本高达60余万元，考虑后续性能测试等成本，单件叶片花费近100万元，公司团队至今合计完成成型近30片，分布于5轮研发项目中。 为了承接中国航发商发公司进一步的研制成形需求， 需扩产50～100 片/年的先进 叶片生产能力。 产线要求具备柔性调整能力， 保证先进产品快速迭代升级， 同时 确保产线在产品正式定型后能够迅速复制扩张产能。 

资金需求：2000万元人民币

目标： 承接航天八院、中航集团等上游应用单位对新一代智能复合材料结构件、航空用复合材料异形件量产需求，扩展先进复合材料智能制造技术的应用领域，将其进一步用于需求量更大的土木工程智能建造、汽车和轨道交通汽车轻量化等领域，强化该技术适应大规模量产的技术路线优势。

产能建设：

建设先进复合材料构件智能制造小规模量产柔性生产线

建设先进复合材料异形件智能制造实验室

建设PMI泡沫夹层复合材料异形件产线

建设航空航天用高性能形状记忆复合材料中试线

主要设备采购： 

进复合材料异形件智能制造关键节点设备

智能复合材料构件性能测试验证设备

高性能仿真计算设备

产品研发量产：

先进复合材料异形件量产产线技术研发

适应量产工艺的自动化模具设备研发

适应量产的半成品制备技术

航空航天用形状记忆复合材料构件中试线

智能复合材料传感器产线拓展