通用技術(shù)新材中紡院攜三維編織創(chuàng)新成果亮相SAMPE復(fù)材展 觀察

7月5日，SAMPE中國2023年會(huì)暨第十八屆國際先進(jìn)復(fù)合材料制品、原材料、工裝及工程應(yīng)用展覽會(huì)在北京·中國國際展覽中心(朝陽館)開幕。此次展出規(guī)模為6個(gè)館，展出總面積達(dá)3萬平方米。展會(huì)以航空航天、安全防護(hù)、軌道交通、汽車、船舶、風(fēng)電、基礎(chǔ)設(shè)施及建筑補(bǔ)強(qiáng)、醫(yī)療、壓力容器、體育用品等下游應(yīng)用行業(yè)的需求為引導(dǎo)，全產(chǎn)業(yè)鏈展示各類復(fù)合材料制品、原材料、設(shè)備、數(shù)字化軟件和解決方案等。

此次展會(huì)上，通用技術(shù)新材中紡院重點(diǎn)展示了三維編織裝備及技術(shù)、三維機(jī)織工藝技術(shù)及裝備、拉擠-編織-纏繞復(fù)合材料工藝技術(shù)開發(fā)及裝備、車用紡織復(fù)合材料等產(chǎn)品。

其中，中紡院的創(chuàng)新成果——“新型三維自動(dòng)編織裝備”榮獲2023年度設(shè)計(jì)類SAMPE中國創(chuàng)新入圍獎(jiǎng)。“SAMPE中國復(fù)材產(chǎn)品創(chuàng)新獎(jiǎng)”由國際先進(jìn)材料與制造工程學(xué)會(huì)(SAMPE)中國大陸總會(huì)組織評(píng)選，共設(shè)立“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”“創(chuàng)新材料”“創(chuàng)新制造”“創(chuàng)新應(yīng)用”四個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在推動(dòng)先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和科技進(jìn)步，挖掘和引導(dǎo)具有產(chǎn)業(yè)化前景的復(fù)材創(chuàng)新技術(shù)，搭建復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)。

(相關(guān)資料圖)

三維編織裝備及技術(shù)

三維編織復(fù)合材料不僅具備傳統(tǒng)復(fù)合材料具有的高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn)，而且具有結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、不易分層和耐沖擊破壞等特點(diǎn)。近年來，中紡院進(jìn)行了智能三維編織設(shè)備、四步法三維編織設(shè)備及相關(guān)三維編織復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)，可以進(jìn)行變截面、變厚度以及異型的板材、管材等高性能纖維材料的編織。

三維機(jī)織工藝技術(shù)及裝備

隨著高速加載領(lǐng)域材料技術(shù)發(fā)展，紡織復(fù)合材料越來越多地取代傳統(tǒng)金屬材料，應(yīng)用在關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)件上，起到承重或防護(hù)作用。三維機(jī)織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是較有代表性的先進(jìn)復(fù)合材料之一，具有良好的結(jié)構(gòu)整體性，能夠應(yīng)用在對(duì)材料性能要求較高的領(lǐng)域，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子或葉片等。中紡院研發(fā)的三維機(jī)織設(shè)備主要用于三維機(jī)織板材的工藝技術(shù)開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)幅寬600mm、厚度20mm三維機(jī)織織物的自動(dòng)化織造。

拉擠-編織-纏繞復(fù)合材料工藝技術(shù)開發(fā)及裝備

拉擠工藝作為復(fù)合材料的主要成型工藝之一，具有工藝過程簡單、成型效率高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，拉擠-編織-纏繞工藝的發(fā)展使傳統(tǒng)復(fù)合材料性能的提升成為了可能。此外，將二維、三維編織結(jié)構(gòu)引入到拉擠成型工藝，可針對(duì)不同需求提供個(gè)性化、多元化的產(chǎn)品定制。基于二維、三維編織理論，設(shè)計(jì)、制造增強(qiáng)預(yù)制體，還可配合樹脂灌注工藝，開發(fā)連續(xù)灌注-拉擠成型工藝，相關(guān)產(chǎn)品包括各類拉擠成型棒、筋、板、梁及管材等，應(yīng)用前景廣闊。

車用紡織復(fù)合材料

相比于傳統(tǒng)的汽車鋼板彈簧，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板簧的優(yōu)勢明顯，主要體現(xiàn)在：減重效果顯著，減少50%以上，適應(yīng)節(jié)能減排的剛性需求；鋼板彈簧缺乏彈性，保養(yǎng)、更換成本高，存在安全隱患，發(fā)生老化損傷后會(huì)突然斷裂，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。而復(fù)合材料板簧疲勞壽命很高，不會(huì)產(chǎn)生斷裂，從根本上杜絕了安全隱患。作為增強(qiáng)材料可采用玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、混雜纖維織物及其具有編織結(jié)構(gòu)的織物，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到性能與成本的平衡，隨著政策導(dǎo)向及市場需求的推動(dòng)，復(fù)合材料板簧的前景看好。

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