科创中国

行业领域

制造业

需求背景

先进复合材料具有轻质量、高强度、低密度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、设计制造一体化的特点，对减轻结构重量、提高经济性、可靠性和军用隐身性能具有不可替代的作用，国外目前大型飞机复合材料用量达到50%，我国国产大飞机及军用飞机、火箭、导弹等复合材料所占的比重也在大幅提升。复合材料构件生产过程中不可或缺的自动铺丝技术及设备成了航空工业发展的必备“神器”。

由于涉及军用及中美贸易战不断加剧，国外自动铺丝设备已经对中国彻底封锁。目前国内与国外差距极大，基本还处于手工作业的水平，高性能自动铺丝技术已经成为我国航空航天制造领域真正的“卡脖子”技术。因此研制具有自主知识产权的高性能自动铺丝设备对于我国航空航天复合材料制造水平的提升意义重大。

根据国内商用及军用飞机的需求等数据测算，航空航天领域未来5年设备需求量在1000台以上（每台平均价格2000万），市场规模将达到2000亿。并且通过技术溢出，将会进一步应用于风电叶片、高铁机车等领域，能够促进整个复材产业的快速发展，带动上游的碳纤维产业及下游的复合材料制造业，为我省的经济发展提供新的增长点，可以打破西方发达国家对该项技术的垄断，不断提升我国的综合国力。

需解决的主要技术难题

针对军工、风电、航空航天大型复合材料结构件高效率整体成型的技术需求，开展结合国产龙门机床的自动铺丝/铺带高端装备关键技术研究，通过开展模块化铺丝头结构设计优化，自动铺丝/铺带装备控制系统开发，高速龙门机床、铺丝/铺带机构运动系统整体联动控制，对铺放速度、料带宽度适应性、快速剪切/重送、铺放精度等关键参数进行技术升级，开发具有自主知识产权的基于国产高速龙门机床的铺丝/铺带高端装备（对已有设备进行升级迭代），解决制约我国风电、军工、航空航天大型复合材料构件自动生产的“卡脖子”技术。

期望实现的主要技术目标

技术参数铺放速度30m/min，料带最低张力15N，最短铺放长度180mm，料带增减精度为±***，剪切精度为±***，料带规格300mm，经技术攻关后相关参数将提高至

1）最大铺放速度40m/min

2）料带最低张力5N可调

3）最短铺放长度150mm

4）料带增减精度为±***

5）剪切精度为±1mm以内

6）料带规格增至300mm/150mm/75mm

7）所研制的国产化自动铺带设备可以成型最大长14m*宽12m*高***的复合材料构件

        预期成果包括：试验报告，技术报告，企业标准，专利，软件版权，复合材料自动铺带工艺规范，国产化碳纤维自动铺丝/带装备。

需求解析

解析单位：陕西省西咸新区 解析时间：2022-09-23

张西洪

“科创中国”陕西智能制造区域科技服务团

主任

综合评价

此需求描述已足够清晰。 先进复合材料的研发需求能够促进整个复材产业的快速发展，带动上游的碳纤维产业及下游的复合材料制造业，为我省的经济发展提供新的增长点，可以打破西方发达国家对该项技术的垄断，不断提升我国的综合国力。 主要技术解决方案： 1.针对军工、风电、航空航天大型复合材料结构件高效率整体成型的技术需求，开展结合国产龙门机床的自动铺丝/铺带高端装备关键技术研究 2.通过开展模块化铺丝头结构设计优化，自动铺丝/铺带装备控制系统开发，高速龙门机床、铺丝/铺带机构运动系统整体联动控制 3.对铺放速度、料带宽度适应性、快速剪切/重送、铺放精度等关键参数进行技术升级 4.开发具有自主知识产权的基于国产高速龙门机床的铺丝/铺带高端装备（对已有设备进行升级迭代）

查看更多>

处理进度