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大型复合材料筒形构件铺带机

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-09-25 14:54:23

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”核技术应用创新产业科技服务团| 桑海波 | 2023-10-12 15:01:51
本项目研制的大型筒段铺带机适于大型筒形复合材料构件的成型,突破了手工成形、效率和质量保障难度大的瓶颈;完成大型重载机床总体设计与优化、高速同步双驱动与精密大惯量主轴驱动与控制;铺带工艺与铺带机主机静动态特性分析优化、预浸料输送技术;自动铺带张力、碾压力控制技术;基于数字光学的高速在线铺放质量监控技术;高速精密超声切割与自动铺带成型可靠性技术、铺带头与主机协调技术等关键技术研究,实现了筒形复合材料构件自动化高速成型,可批量生产。
其制件质轻高强、质量可靠、可重复率高、使用寿命长,适用于航空航天、国防工业等对制品要求苛刻的领域。在此基础上继续开发研究,推广应用至民用领域,如交通、能源等,将大大提升产品竞争力,实现关键部件的生产,缓解国外进口产品的依赖,解决核心技术的难题,摆脱国外技术封锁的制缚。

随着复合材料用量的增加,专业设备制造商开始研制自动铺带设备,专业化后形成自己的知识产权,如自适应压靴技术、辅助压辊技术、自适应跟踪技术、铺放质量在线检测与控制技术等,尤其在 Natural path 轨迹规划等软件技术方面有了长足进步。自动铺带技术的应用,大大提高了复合材料结构件的成型效率和质量稳定性,减少了原材料的浪费,已经用于航空复合材料结构件制造,如机翼蒙皮、壁板等小曲率大型构件。近年来,自动铺带技术在飞机制造中所占比例越来越高,特别是 B787,其复合材料结构质量约占 50% ,有将近 80% 采用自动铺带技术制造。国内自动铺带技术的研究已开展数年,研究主要集中在设备技术方面。

中国颗粒学会是从事颗粒科学和技术的研究、开发和应用的科技工作者的自愿组织。学会旨在通过组织国内和国际学术会议,开展科普和继续教育,出版学术期刊和学术论文集等多种形式的学术活动,增强会员之间的交流、传播颗粒学知识、促进中国颗粒学技术的发展。其最终的目的是服务于国家的现代化建设。

复合材料已经成为航空航天领域的重要材料,航空工业的复合材料时代已经来临。以波音和空客为代表的大型客机波音787和空客A350,复合材料应用比例分别已达到和超过了50%,整个机身、机翼结构几乎全部采用了碳纤维复合材料,取得了显著的经济效益。这些大尺寸复合材料构件,均采用了自动化制造技术,机身采用自动铺丝技术,机翼采用自动铺带技术。自动铺带技术在加工翼面类小曲率复合材料构件和某些梁、长桁等复合材料构件方面具有很强优势。

采用技术入股的方式进行合作,需要1000万的研发和生产线的资金支持,以期在一年之内取得收益并进行盈利,在国内市场进行推广。