科创中国

行业领域

新材料技术,高分子材料

需求背景

针对高强度复合材料的缠绕和加工问题，开展加工研究。高性能树脂基复合材料，即用碳纤维等高性能纤维增强的树脂基复合材料，其综合性能与铝合金相当，但比刚度、比强度要高于铝合金。随着先进复合材料的持续快速发展，其应用价值日益显著，在提高航天产品技术性能方面，复合材料的应用优势不仅体现在作为轻质化的结构材料，更体现在作为满足各种应用需求的先进功能材料，以及代表复合材料技术高层次发展的结构/功能一体化和多项功能一体化的高新技术材料。复合材料的广泛应用，在很大程度上取决于复合材料成型工艺。各种低成本制造技术应运而生，纤维缝合技术、树脂转移模塑成型技术（RTM）、树脂膜渗透成型技术（RFI）、低成本模具技术、低温低压固化技术、电子束固化技术、缠绕技术、铺放技术等得到迅速发展和应用。其中，缠绕、铺放技术是近年来发展最快、最有效的复合材料成型制造技术。缠绕技术是指在控制张力和预定线型的条件下，将预浸胶纤维或布带连续地缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模或内衬上，然后在室温或加热条件下使之固化成一定形状制品的方法。

需解决的主要技术难题

***型碳纤维的缠绕技术； 2.碳纤维复合材料； 3.碳纤维缠绕； 4.热塑型碳纤维缠绕； 5.碳纤维缠绕高速电机转子。

期望实现的主要技术目标

铺放技术是指通过使用铺放设备按照一定规律把预浸胶纤维或布带铺放到模具表面，并用压紧辊压实。带缠绕、带铺放则专指以预浸胶布带为材料的复合材料缠绕、铺放成型技术。目前，全世界已有多种类型的缠绕、铺放设备投入项目研制和实际生产（见图1和图2）。缠绕、铺放技术在降低制造成本和提高复合材料性能方面显示出极大的优越性和潜力。

2 带缠绕成型的优点

带缠绕成型技术通过力学设计，充分发挥布带拉伸强度高的特性，实现承受内/外压、弯曲、扭转、轴向载荷等情况下产品的制造。与其他成型工艺相比，带缠绕成型制品具有以下特点：

（1）比强度高。

（2）实现等强度结构。

（3）成本低。

带缠绕成型是各种复合材料成型方法中机械化、自动化程度较高的一种，大大提高了生产效率。而该工艺采用的原料（预浸胶布带），可批量生产，且浸胶方便，加工费用较低。因此相对降低了复合材料制品的成本。

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