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時光荏苒，2023年，在飛速發(fā)展的科技浪潮中，中國復(fù)合材料行業(yè)再次迎來新的挑戰(zhàn)與機遇。中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會評選出了“2023年度復(fù)合材料行業(yè)十大新聞”，對關(guān)鍵事件進行深入梳理和分析，為行業(yè)同仁提供更全面、更深刻的行業(yè)洞見，還能為預(yù)見未來的變革和趨勢提供參考。01、碳纖維復(fù)合材料助力載客船舶碳中和：節(jié)能減排近40%11月9日，廣東中威復(fù)合材料有限公司為中國香港的新渡輪離島項目制造了首艘500客位的碳纖維高速客船“新明珠2號”，并舉行了吉水儀式。這標志著中國在制造大型船舶方面使用先進復(fù)合材料技術(shù)取得了顯著成就。中國復(fù)合材料在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速增長，尤其在深海探測和海洋平臺建設(shè)等方面。碳纖維復(fù)合材料具有輕量化、高強度和耐腐蝕性強的優(yōu)點，正推動著產(chǎn)業(yè)的低碳環(huán)保轉(zhuǎn)型。中國海洋新材料市場規(guī)模已超過萬億元大關(guān)，未來5年國內(nèi)的需求預(yù)計將以每年17%左右的速度增長。復(fù)合材料為海洋工程的創(chuàng)新和發(fā)展提供了更多發(fā)展空間。隨著海洋工程復(fù)合材料技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，海洋工程用復(fù)合材料的市場占比將越來越高。02、中國商飛面向社會擴大高性能纖維材料需求征集11月17日，中國商用飛機有限責(zé)任公司在“2023中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會年會暨第五屆碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上發(fā)布了“大飛機產(chǎn)業(yè)對高性能纖維材料需求征集令”，標志著中國航空復(fù)合材料發(fā)展的一個重要里程碑。這一征集令旨在推進航空復(fù)合材料國產(chǎn)化，集中體現(xiàn)在新材料、新工藝和新技術(shù)三大方面。新材料中包含了多種高強度碳纖維、高性能環(huán)氧樹脂和高性能熱塑性復(fù)合材料；新工藝涵蓋了膠接自動化表面處理和低碳成型工藝；而新技術(shù)方面則聚焦于結(jié)構(gòu)焊接和多尺度虛擬試驗技術(shù)等。通過征集令的方式，擴大了細分領(lǐng)域先進材料在大飛機上的應(yīng)用潛力，而專精特新企業(yè)的參與將進一步提升航空材料的先進水平。2023年，隨著C919客機產(chǎn)業(yè)體系的完備，國產(chǎn)化比率已達約60%，極大地帶動復(fù)合材料行業(yè)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。東方航空作為C919的主要運營商，截至2023年底，已執(zhí)行655個商業(yè)航班，運送近8.2萬旅客。到2023年，C919共向東航交付了4架，預(yù)計到2025累計交付20架。C919飛機交付數(shù)量的逐年增加預(yù)示著民用航空領(lǐng)域復(fù)合材料行業(yè)的新增長點。這不僅標志著C919從試運行階段向規(guī)模化運營的轉(zhuǎn)變，也充分展示了中國航空技術(shù)已達到國際先進水平。隨著越來越多創(chuàng)新合作的推進，中國航空復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)有望在全球航空領(lǐng)域中占據(jù)更加重要的地位。03、104米！國內(nèi)最長碳纖維復(fù)合材料斜拉索亮相位于江陰市黃山路的斜拉橋建設(shè)工程完成了一個關(guān)鍵階段，斜拉索的掛設(shè)吊裝全部完工。這座橋使用了48根超高強度斜拉索，其中包括兩根長約104米的碳纖維復(fù)合材料斜拉索，這在國內(nèi)尚屬首次。黃山路斜拉橋總長248米，寬36.5米，主要由分離式鋼箱梁、人字形橋塔和馬鞍形雙索面斜拉索構(gòu)成，是濱江路快速化改造項目的重要組成部分。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用不僅提高了橋梁的承載效率和跨徑，還解決了傳統(tǒng)鋼絲纜索的腐蝕和疲勞問題，為建造更輕質(zhì)、長壽命的高性能橋梁結(jié)構(gòu)提供了先進方案。全國建材生產(chǎn)階段碳排放占總碳排放量的約28%，其中鋼材、水泥和鋁材能耗占比超過90%。復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域，除了在橋梁工程中得到應(yīng)用，在建筑外圍護、以塑代鋼的錨桿中，復(fù)合材料展現(xiàn)出其輕質(zhì)高強、耐腐蝕和設(shè)計靈活性的獨特優(yōu)勢。這些特性不僅提升了建筑的安全性和耐久性，也為現(xiàn)代建筑設(shè)計提供了更廣闊的創(chuàng)新空間，為未來的城市建設(shè)和建筑美學(xué)開辟了新的可能。04、國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料助力神舟載人飛船升空中國建材集團所屬北玻院、南玻院和哈玻院的研發(fā)成果在航天領(lǐng)域取得重要應(yīng)用。5月30日，南玻院研發(fā)的高強紗被用于長征二號F遙十六運載火箭和神舟十六號載人飛船的防熱結(jié)構(gòu)和隔熱層，為航天器發(fā)射和對接提供了關(guān)鍵保障。北玻院則為神舟十六號飛船的關(guān)鍵部位提供了中密度預(yù)混料和高性能耐燒蝕樹脂等材料。10月26日，搭載神舟十七號的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。神舟十七號飛船的承力薄壁加筋截錐，是我國載人航天史上首次使用的大型碳纖維復(fù)合材料制品，標志著中國在航天復(fù)合材料領(lǐng)域的重大進步。航天領(lǐng)域的先進復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強度和耐燒蝕等特性，顯著提升了載人飛船的性能和安全性。隨著復(fù)合材料新型原材料、設(shè)計技術(shù)和制備工藝的不斷進步，復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用將得到進一步拓展，航天器的安全性和承載效率將進一步提升。05、海洋工程新應(yīng)用：全球最大旋筒風(fēng)帆順利起航6月24日，中復(fù)連眾制造的旋筒風(fēng)帆在船廠順利安裝，創(chuàng)造了全球首艘配備直徑5米、高35米旋筒風(fēng)帆散貨船的記錄，推動了船用風(fēng)力助推技術(shù)的實際應(yīng)用。旋筒風(fēng)帆利用馬格努斯效應(yīng)，通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力差以提供推力，減少燃油消耗，是航運業(yè)節(jié)能減排的重要創(chuàng)新。裝配有新型旋筒風(fēng)帆的貨船，能在特定航線上節(jié)省5%以上的燃油，10萬噸散貨船安裝1套風(fēng)帆助推系統(tǒng)，測算下來每天可節(jié)約燃油1.5噸，減少二氧化碳排放4.65噸。與傳統(tǒng)風(fēng)帆相比，它占用更少的甲板空間，能有效抵御惡劣風(fēng)況，對側(cè)向風(fēng)的效果尤為顯著。旋筒風(fēng)帆在制造過程中采用了集束式干濕層合纏繞成型技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜受力條件下大型高精度旋筒風(fēng)帆的高效制備，為國內(nèi)外首創(chuàng)。隨著海洋工程復(fù)合材料技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用拓展，正逐漸成為推動船舶設(shè)計革新和環(huán)保高效運輸?shù)暮诵囊?，為海洋工程和航運業(yè)帶來了革命性的變化。展望未來，海洋復(fù)合材料的發(fā)展有望在海洋探索、深海作業(yè)以及海洋環(huán)境保護等多個領(lǐng)域發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。06、國內(nèi)近百米熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電葉片成功下線采用了阿科瑪集團Elium?熱塑性樹脂的近百米級熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電葉片在中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司阜寧公司成功下線，刷新了全球熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電葉片長度記錄。是繼風(fēng)電葉片先行者TPI和LM風(fēng)電之后第三家使用熱塑性樹脂生產(chǎn)全尺寸風(fēng)電葉片的專業(yè)企業(yè)。中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司作為連續(xù)十余年全球風(fēng)電葉片制造的行業(yè)龍頭，從2019年開始與國內(nèi)知名主機廠簽署了熱塑性葉片的聯(lián)合開發(fā)合作協(xié)議。該只葉片的成功下線標志著項目取得了階段性成果。在近20年里，我國風(fēng)電裝機容量迅速增長，從2010年4182.7萬千瓦躍居世界之首，至2023年突破4億千瓦，為全球可持續(xù)能源發(fā)展做出了重要貢獻，帶動風(fēng)電領(lǐng)域復(fù)合材料實現(xiàn)了從跟隨到超越的巨大飛躍。同樣在這20年里，傳統(tǒng)熱固性復(fù)合材料風(fēng)電葉片的可持續(xù)發(fā)展給風(fēng)電人帶來了很多的困擾。預(yù)計到2030年，面臨著退役、需要無害化處理的風(fēng)電復(fù)合材料固廢達到了驚人的80萬噸。熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電葉片的成功下線，為風(fēng)電葉片向綠色產(chǎn)品轉(zhuǎn)型提供了可行方案。07、低碳可持續(xù)發(fā)展趨勢下，復(fù)材行業(yè)清潔生產(chǎn)箭在弦上國務(wù)院發(fā)布《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動計劃》，強調(diào)加速淘汰重污染行業(yè)落后產(chǎn)能，推動產(chǎn)業(yè)向清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。清潔生產(chǎn)，即在設(shè)計、原料選擇、工藝技術(shù)、管理和綜合利用等方面采取措施，從源頭減少污染和提高資源效率，減輕對環(huán)境和人類健康的影響。2023年9月中國環(huán)科院清潔生產(chǎn)中心在棗強召開了玻璃鋼行業(yè)清潔生產(chǎn)審核試點創(chuàng)新項目啟動會和技術(shù)交流會，研討了復(fù)合材料清潔生產(chǎn)方案和相關(guān)政策。自2003年起，國內(nèi)針對不同產(chǎn)業(yè)制定清潔生產(chǎn)標準，重點關(guān)注重污染行業(yè)。到2016年底，超過1萬家企業(yè)被納入清潔生產(chǎn)審核范圍，涵蓋了重污染和清潔行業(yè)。黨的十九大和二十大報告強調(diào)清潔生產(chǎn)的重要性，推動《“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案》的頒布，為企業(yè)自主研發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備提供政策支持。復(fù)合材料行業(yè)存在附加值低、研發(fā)能力弱、機械化程度不高、企業(yè)規(guī)模小且分散，以及產(chǎn)品質(zhì)量粗糙等行業(yè)問題，影響了行業(yè)的形象，限制了行業(yè)發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、可持續(xù)發(fā)展的大背景下，行業(yè)面臨著機遇和挑戰(zhàn)，清潔生產(chǎn)已箭在弦上。唯有通過工藝技術(shù)和裝備的更新，從根本上實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，從而提高復(fù)合材料行業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。08、國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能突破10萬噸年初，新疆隆炬新材料有限公司啟動了年產(chǎn)5萬噸高性能碳纖維的一期項目，兩條生產(chǎn)線年產(chǎn)6000噸碳纖維產(chǎn)品已供不應(yīng)求。此次發(fā)展將使其成為國內(nèi)繼上海石化之后第二家生產(chǎn)48K碳纖維的企業(yè)，建成后將成為全球最大的碳纖維原料基地之一。項目計劃包括8個碳化車間，16條生產(chǎn)線，分四期完成，最終實現(xiàn)年產(chǎn)5萬噸目標。截至2023年3月，中國碳纖維年產(chǎn)能已突破10萬噸，相比2021年末增長65%，在全球范圍內(nèi)占比達43.3%。中國在碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域的快速發(fā)展，帶動了相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷進步，增強了中國在全球高性能復(fù)合材料市場的競爭力，國內(nèi)碳纖維龍頭企業(yè)也逐步實現(xiàn)扭虧為盈。但面對產(chǎn)能過剩、庫存積壓和價格下跌等因素的影響，碳纖維企業(yè)再次面臨生存的壓力，在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場未成熟前，希望市場回歸理性，練好“內(nèi)功”，做好產(chǎn)品研發(fā)和市場應(yīng)用開拓。09、生物基復(fù)合材料助力新質(zhì)生產(chǎn)力：千億級合成生物產(chǎn)業(yè)集群正在崛起凱賽生物在2023年實現(xiàn)了生物基復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破，成功研發(fā)了一步法生物基高溫聚酰胺制備方法，并在5000噸中試線上進行驗證。這一創(chuàng)新技術(shù)大幅降低了聚合時間至傳統(tǒng)工藝的1%以下，同時實現(xiàn)產(chǎn)品熔點在290-310℃范圍的可控調(diào)節(jié)，克服了傳統(tǒng)高溫尼龍工藝中的能耗高、時間長、出料難等問題。此外，公司還以此技術(shù)為基礎(chǔ)，生產(chǎn)出含超70%玻纖的高性能生物基熱塑性纖維復(fù)合材料，并應(yīng)用于半掛車底板、集裝箱、建筑模板、冷藏箱、物流托盤等產(chǎn)品的商業(yè)化試制，為物流運輸、新能源、建筑等領(lǐng)域提供綠色低碳解決方案。與此同時，2023年12月的中央經(jīng)濟工作會議強調(diào)生物制造作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要性，提出要打造生物制造等新產(chǎn)業(yè)，并廣泛應(yīng)用數(shù)智技術(shù)、綠色技術(shù)以加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。生物基復(fù)合材料在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型中顯示出巨大潛力。到2023年，全球生物基復(fù)合材料市場規(guī)模預(yù)計將突破300億美元，未來五年內(nèi)預(yù)計以超過15%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長。國內(nèi)生物基復(fù)合材料規(guī)?；瘧?yīng)用起步較晚，需要加大有針對性的政策扶持，擴大生物基復(fù)合材料的應(yīng)用。10、復(fù)合材料優(yōu)勢顯著，助力我國氫氣長輸管道發(fā)展"西氫東送"輸氫管道項目，作為中國氫氣長途輸送的一個關(guān)鍵里程碑，象征著國內(nèi)跨區(qū)域氫氣輸送管網(wǎng)建設(shè)步入一個新紀元。此管道起始于內(nèi)蒙古烏蘭察布市，終點為北京燕山石化，全程超過400公里。預(yù)計此舉將有效緩解京津冀地區(qū)綠氫的供需不均問題，從而推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。該項目不僅增強了西部地區(qū)綠氫的利用潛力，也代表著一種更為經(jīng)濟、高效的氫氣輸送方式，對于提升氫氣在終端使用的可獲得性和降低成本具有重大意義。在輸氫管道的建設(shè)上，復(fù)合材料的使用起到了至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)鋼管道相比，復(fù)合材料制成的輸氫管道更輕、耐腐蝕性更強、且具有更優(yōu)異的耐高壓性能，特別適合長距離和高壓的輸送環(huán)境。2022年國家發(fā)展改革委和國家能源局共同發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，提出到2060年氫能在中國終端能源體系中的占比至少達到20%，市場規(guī)模擴大8至10倍。在新能源領(lǐng)域，復(fù)合材料已廣泛用于電池盒、電解槽、儲氫瓶和光伏組件等新產(chǎn)品，成為復(fù)合材料行業(yè)新的增長點。來源：復(fù)材工業(yè)協(xié)會

截至今年4月底，我國風(fēng)電裝機3.8億千瓦，光伏發(fā)電裝機4.4億千瓦，風(fēng)電光伏發(fā)電總裝機突破8億千瓦，達到8.2億千瓦，占全國發(fā)電裝機的30.9%，其中風(fēng)電占14.3%，光伏發(fā)電占16.6%。今年1—4月，全國風(fēng)電光伏新增裝機6251萬千瓦，占全國新增裝機的74%，同比增長11.5個百分點。其中，風(fēng)電新增1420萬千瓦、光伏發(fā)電新增4831萬千瓦，分別占全國新增裝機的16.8%和57.2%。今年1—4月，全國風(fēng)電光伏發(fā)電量達到4828億千瓦時，同比增長26.8%，占全社會用電量的17.2%，較去年同期增長3個百分點。 來源：國家能源局

Cannon Afros展示了其Interwet長纖維注射 (LFI) 技術(shù)，用于聚氨酯 (PU) 配方的內(nèi)部共注射混合工藝，該配方可以用多種纖維增強。Cannon Afros的Interwet LFI技術(shù)是為了生產(chǎn)用玻璃纖維粗紗增強的模壓汽車結(jié)構(gòu)件而開發(fā)的，可替代基于玻璃纖維氈或預(yù)混多元醇的短切玻璃纖維的生產(chǎn)工藝。該技術(shù)的新穎之處在于使用一種特殊的內(nèi)部共注射混合概念對玻璃纖維粗紗進行徹底潤濕。真空將玻璃纖維粗紗吸入一個切碎機中，該切碎機放置在一個經(jīng)過特殊改裝的專有Free Pouring Laminar SR L形高壓混合頭的頂部，然后再次使用真空將切碎的長或短玻璃纖維吸入混合室內(nèi)，并用聚氨酯配方潤濕，從而產(chǎn)生均勻的分散體，因此該公司稱之為Interwet。Ecos Chocen是一家成立于1990年的家族企業(yè)，總部位于捷克共和國。多年來，該公司掌握了各種各樣的金屬和聚合物材料的工程和制造工藝，并結(jié)合電泳技術(shù)，為各種商用車部件（如底盤和車身外板）的粉末和濕法涂裝做準備。在2000年代初期為荷蘭一家大型巴士制造商開發(fā)和生產(chǎn)了一系列前端和后端面板原型的成功合作之后，隨后確定了該公司未來的發(fā)展方向。Ecos Chocen獲得了IATF 16949:2016認證，如今專注于汽車行業(yè)零部件和整個裝配單元的制造和生產(chǎn)，特別關(guān)注商用車，尤其是公交車、客車和卡車。Ecos Chocen執(zhí)行經(jīng)理Jiri Kutlvasr表示：“我們與Cannon Afros合作，實現(xiàn)了一個雄心勃勃的目標，即使用其獨特的Interwet LFI技術(shù)一步法生產(chǎn)復(fù)雜的半結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)玻璃纖維增強聚氨酯外部車身部件，該技術(shù)結(jié)合了模內(nèi)涂層，提供了出色的表面美學(xué)。為噴漆做準備。Cannon Afros為Interwet LFI工藝提供了一個交鑰匙解決方案，包括配料單元機器和混合頭、模具和壓力機以及機器人工藝自動化，這些都帶來了高質(zhì)量，有助于提高可重復(fù)性和整體生產(chǎn)力?！盋annon Afros表示，對Interwet LFI技術(shù)和工藝可實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性能正在吸引電動汽車（EV）外部面板制造商的注意力，以應(yīng)對日益增長的輕量化追求。 來源：PUWORLD

一直以來，風(fēng)機葉片都是由環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成的。隨著第一批風(fēng)電機組運行壽命即將結(jié)束，歐洲風(fēng)能協(xié)會WindEurope預(yù)計，從2025年起，每年將有約25000噸葉片退役 。合成材料成分復(fù)雜，難以分解和回收，對環(huán)境造成了威脅。行業(yè)普遍認為，為了在風(fēng)機葉片壽命結(jié)束時實現(xiàn)可回收，需要一種新的材料或制造方法。為此，風(fēng)機巨頭紛紛投入力量進行研究。2021年9月，西門子歌美颯正式發(fā)布了一款名為“RecyclableBlade”的完全可回收風(fēng)機葉片，已應(yīng)用于德國Kaskasi項目。2022年3月，通用電氣可再生能源旗下的LM Wind Power在西班牙Ponferrada的葉片工廠中制造出了首支熱塑性100%可回收葉片。不過，維斯塔斯選擇了另一條路線——研究環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的回收方法。近日，他們宣布，這套回收工藝已研究完成。這種工藝消除了對風(fēng)機葉片回收的材料限制，無需改變現(xiàn)有葉片的材料成分或設(shè)計，即可實現(xiàn)回收利用。這樣既 節(jié)省了工藝改造費用，也無需承擔(dān)葉片材質(zhì)變化可能導(dǎo)致質(zhì)量問題的風(fēng)險 。維斯塔斯副總裁兼可持續(xù)發(fā)展主管Lisa Ekstrand表示：“我們可以將舊環(huán)氧樹脂葉片作為新葉片的原材料，無論是垃圾場的廢舊葉片還是正在運行的葉片均可回收并重復(fù)使用。風(fēng)電行業(yè)的一個新時代即將到來?！边@項工藝是CETEC(熱固性環(huán)氧復(fù)合材料循環(huán)經(jīng)濟)項目的研究結(jié)果，該項目于2021年啟動，由維斯塔斯牽頭，合作伙伴包括環(huán)氧樹脂制造商Olin公司、丹麥技術(shù)學(xué)院(DTI)以及丹麥奧胡斯大學(xué)(Aarhus University)。 來源：歐洲海上風(fēng)電

近日，國際標準化組織ISO正式頒布了ISO 23930:2023 《纖維增強塑料復(fù)合材料——拉擠型材全截面壓縮試驗方法》（Fibre-reinforced plastic composites — Full-section compressive test for pultruded profiles），這部標準由清華大學(xué)土木工程系馮鵬教授提案并擔(dān)任項目負責(zé)人（Project Leader），是復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域首項由我國提案并主導(dǎo)制訂的國際標準項目。復(fù)合材料拉擠型材（簡稱“FRP拉擠型材”），是重要的高端裝備與戰(zhàn)略保障基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于新能源、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通運輸、化工環(huán)保、體育健康等行業(yè)，具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點，是結(jié)構(gòu)輕量化的首選材料，也是極端服役環(huán)境中不可替代的關(guān)鍵材料。我國是FRP拉擠型材生產(chǎn)、出口和使用的大國。據(jù)中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年我國復(fù)合材料拉擠制品產(chǎn)量超過160萬噸，占全球總產(chǎn)量約60%；近兩年，在新能源行業(yè)的帶動下，F(xiàn)RP拉擠型材產(chǎn)能實現(xiàn)連續(xù)兩年翻番。FRP拉擠型材具有各向異性和非均勻性的特征，纖維和樹脂在截面中的分布并不均勻，加上微孔隙、微裂縫等初始缺陷的影響，會使截面中各部分材料的力學(xué)性能存在差異，特別是在轉(zhuǎn)角和交角處，其實際強度遠低于板件強度。因此，現(xiàn)有基于局部取樣的材性測試結(jié)果很難準確反映其整體截面的承載能力。針對此問題，馮鵬教授團隊基于多年研究積累和工程實踐經(jīng)驗，提出了全截面壓縮試驗方法，通過短試件全截面軸心受壓承載試驗，用在合理的破壞模式下獲得的承載力評價FRP拉擠型材的整體力學(xué)性能，并于2015年編制了GB/T 31539-2015《結(jié)構(gòu)用纖維增強復(fù)合材料拉擠型材》國家標準，其中首次采用了“全截面壓縮試驗”這一原創(chuàng)方法評價FRP拉擠型材的整體性能，彌補了傳統(tǒng)局部取樣無法反映產(chǎn)品整體性能的技術(shù)缺陷。拉擠工藝示意圖典型FRP拉擠型材產(chǎn)品工程結(jié)構(gòu)中的FRP拉擠型材2018年9月經(jīng)全國纖維增強塑料標準化技術(shù)委員會（SAC/TC39）提議，由ISO/TC61/SC13國內(nèi)對口單位南京玻璃纖維研究設(shè)計院報請中國建筑材料聯(lián)合會和國家標準化管理委員會同意，清華大學(xué)向國際標準化組織/增強纖維和復(fù)合材料技術(shù)委員會（ISO/TC61/SC13）正式提出申請：建議將全截面壓縮試驗作為評價FRP拉擠型材整體力學(xué)性能的標準試驗方法予以立項。基于扎實的研究數(shù)據(jù)和積極的溝通宣傳，該提案獲得了德國、法國、意大利、瑞士、捷克、韓國、日本、印度等國代表的支持，投票通過由中國牽頭制定標準ISO 23930《纖維增強塑料復(fù)合材料——拉擠型材全截面壓縮試驗方法》。此后，我國專家代表組織各國同行進行驗證，經(jīng)過多輪討論修改，歷時4年，完成了該標準的編制，于2023年2月正式發(fā)布。該標準采納了中國國家標準《結(jié)構(gòu)用纖維增強復(fù)合材料拉擠型材》（GB/T 31539-2015）附錄B中的試驗方法，并參照其編寫，首次建立了評價FRP拉擠型材整體力學(xué)性能的國際標準方法，對規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量、促進工程應(yīng)用具有重要意義，為我國FRP拉擠型材產(chǎn)品國際競爭力提升、搶占國際市場制高點、維護我國企業(yè)利益提供了有力的技術(shù)支撐。這項標準也標志著中國正成為該領(lǐng)域的引領(lǐng)者。 來源：清華大學(xué)土木工程系暨建設(shè)管理系

12月11日，江蘇省推進玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革工作專題培訓(xùn)班在南京玻璃纖維研究設(shè)計院召開，深入學(xué)習(xí)黨的二十大精神，研究部署當(dāng)前和今后一個時期推進全省玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革工作思路舉措，進一步推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改工作擴面提質(zhì)，不斷向縱深發(fā)展。今年，推進全省玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革項目被列入了2022年江蘇產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革重點實施項目清單。江蘇省教育科技工會和省硅酸鹽學(xué)會玻纖玻鋼專委會、南京玻纖院共同制定了《以“工學(xué)賽培”一體化模式推進玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革工作實施方案》，穩(wěn)步有序推進實施，產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改工作取得階段性成效。國家建筑材料行業(yè)職業(yè)技能鑒定043站完成江蘇省職業(yè)資格認定備案，取得第三方玻纖制品工職業(yè)技能等級認定資質(zhì)，近年來開展技能等級認定600多人；江蘇玻纖產(chǎn)業(yè)工匠學(xué)院掛牌；以全國勞模領(lǐng)銜的玻纖行業(yè)勞模和工匠人才創(chuàng)新工作室聯(lián)盟成立等等。江蘇省推進玻纖產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改工作協(xié)調(diào)小組組長、省總工會副主席井良強在開班講話中強調(diào)，要按照全國、省產(chǎn)改工作部署要求，勇?lián)a(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改探路先鋒，把產(chǎn)業(yè)鏈改革持續(xù)向縱深推進、向基層延伸。要認真學(xué)習(xí)黨的二十大精神，在推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中增強政治自覺。要大力加強職工思想政治引領(lǐng)，在推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中凝聚奮進力量。要著力建設(shè)高技能人才隊伍，在推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中賦能職工成長。要充分發(fā)揮企業(yè)主體作用，在推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中主動擔(dān)當(dāng)作為。要切實加強組織領(lǐng)導(dǎo)，在推進產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中形成工作合力。堅持以“工學(xué)賽培”一體化人才培養(yǎng)模式推進玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革，打造有理想守信念、懂技術(shù)會創(chuàng)新、敢擔(dān)當(dāng)講奉獻的產(chǎn)業(yè)工人隊伍，促進江蘇玻璃纖維產(chǎn)業(yè)強鏈補鏈，推動全省玻璃纖維企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，全面提升產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改質(zhì)量和效益，全面提高產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改覆蓋面和受益度，以過硬成績交出一份令產(chǎn)業(yè)鏈黨委行政滿意、讓產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人認可的成績單。來源：金臺資訊

風(fēng)力渦輪機是龐大而昂貴的機器，必須以最小的停機時間可靠地運行，以便盡可能有效。這意味著在制造和安裝方面沒有出錯的余地。因此，風(fēng)力渦輪機制造商維斯塔斯（Vestas）在其制造設(shè)施和檢查現(xiàn)場依賴專門的檢查工具、儀表，通常需要在各個設(shè)施之間運輸零件。然而，這個過程可能非常耗時，并且增加了生產(chǎn)專用風(fēng)力葉片組件所需的時間和生產(chǎn)成本。為了消除這些瓶頸，維斯塔斯于2021年在其葉片生產(chǎn)設(shè)施中啟動了一項計劃，通過增材制造-3D打印技術(shù)，以更簡化、數(shù)字化的方式生產(chǎn)許多此類組件。維斯塔斯的直接數(shù)字制造（DDM）計劃使用Markforged公司基于云的AI驅(qū)動的Digital Forge AM平臺，3D打印機和材料，在所需現(xiàn)場快速生產(chǎn)專用工具、零件。維斯塔斯是風(fēng)能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，在86個國家/地區(qū)擁有超過 151 吉瓦 (GW) 的風(fēng)力渦輪機。維斯塔斯增材制造的其中一個部件是碳纖維增強復(fù)合材料制造的復(fù)合頂部中心（TC）標記工具，由風(fēng)力葉片裝配團隊在現(xiàn)場使用。使用該工具作為測量，在葉片的根部放置一個指示標記，以確保葉片在安裝過程中以正確的間距對齊。該工具最初需要數(shù)周時間進行制造，運輸，然后驗證使用，現(xiàn)在只需幾天即可完成。以前，維斯塔斯通過金屬加工技術(shù)制造這些工裝工具，然后將工具運送到應(yīng)用地點，用于檢查葉片本身的對齊情況 ，此過程可能需要大約三周的時間，包括制造和驗證?，F(xiàn)在，有了直接數(shù)字制造系統(tǒng)，這些工具可以在任何地方進行設(shè)計，然后使用Markforged的X7 熔融沉積建模（FDM）3D打印機和Onyx碳纖維填充尼龍混合材料直接在葉片設(shè)備上打印。Markforged軟件對工具進行數(shù)字檢查和校準，并生成校準報告，無需物理檢查和校準步驟。改用碳纖維增強復(fù)合材料還使零件的總重量減輕了85%。如今，維斯塔斯直接數(shù)字制造計劃總共包括2000多個零件。所有這些零件的設(shè)計文件都存儲在Markforged Eiger基于云的數(shù)字存儲庫中。這使得維斯塔斯任何地點的員工（即使是那些幾乎沒有3D打印專業(yè)知識的員工）都可以在本地X7 3D打印機上快速搜索和制造纖維增強復(fù)合材料零件。借助數(shù)字化的存儲庫，維斯塔斯團隊可以在世界任何地方立即制造出一致、符合規(guī)格的零件，而無需全球設(shè)施的專家。這大大降低了運輸和貨運成本，以及制造交貨時間。最重要的是，維斯塔斯團隊不再需要擔(dān)心零件未通過合規(guī)性測試，因為它們是按需打印的，內(nèi)部使用精確的數(shù)字規(guī)格進行打印。維斯塔斯表示，到2022年，它將開始推出直接數(shù)字制造系統(tǒng)，用于葉片以外的檢測儀表工具，促進維斯塔斯在23個制造地點的按需生產(chǎn)。維斯塔斯還與緊固件和裝配材料供應(yīng)商Wurth（德國Künzelsau）合作，建立了一個增材制造生態(tài)系統(tǒng)，并管理使用Markforged的Digital Forge平臺制造的備件庫存，以支持本地現(xiàn)場支持和其他供應(yīng)商的維護，維修和大修（MRO）。一旦初始部署完成，維斯塔斯將在其工廠內(nèi)推進更加深入的數(shù)字化制造端到端流程。例如，在任何維斯塔斯風(fēng)電設(shè)備站點上，具有使用權(quán)限的個人更容易掃描零件代碼或在其企業(yè)管理系統(tǒng)中搜索零件，并將零件數(shù)字化信息自動發(fā)送到適配的本地3D打印設(shè)備進行制造。制造平臺中的Blacksmith和Eiger Fleet軟件對用戶、3D打印機和零件檢測的集中控制將確保制造高質(zhì)量、高性能的工具與最終用途零件。Source：3D科學(xué)谷

7月19日，在C919大型客機六架試飛機圓滿完成全部試飛任務(wù)之際，C919大型客機試飛現(xiàn)場聯(lián)合指揮部閻良戰(zhàn)區(qū)在陜西渭南機場召開總結(jié)大會。會議強調(diào)，C919六架試飛機完成全部試飛任務(wù)，標志著C919取證工作正式進入收官階段，開始全力向取證沖鋒。這是在以習(xí)近平同志為核心的黨中央堅強領(lǐng)導(dǎo)下C919大型客機項目研制取得的至關(guān)重要的階段性勝利，是工信部、民航局、氣象局等國家有關(guān)部委，上海、陜西、甘肅、山東、江西、內(nèi)蒙古等地方政府全力支持的結(jié)果，是中國商飛公司與航空工業(yè)試飛院等參研參試單位通力協(xié)作的結(jié)果，也是全體科技工作者五年多日夜拼搏、攻堅克難的結(jié)果。會議宣讀了中國商飛公司黨委賀信，回顧總結(jié)了C919試飛歷程，試飛員、試飛工程師等有關(guān)代表進行了交流發(fā)言。工信部、財政部、民航局、試飛院有關(guān)負責(zé)同志，中國商飛公司黨委副書記、總經(jīng)理趙越讓，黨委常委、紀委書記趙九方，黨委常委、副總經(jīng)理、試飛現(xiàn)場聯(lián)合指揮部總指揮魏應(yīng)彪，總部、所屬單位及C919項目團隊有關(guān)人員參加會議。中國商飛公司官網(wǎng)信息顯示，C919大型客機是中國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機，座級158-168座，航程4075-5555公里。C919大型客機2015年11月完成總裝下線，2017年5月成功首飛，目前累計擁有28家客戶815架訂單。自2019年起，6架C919在上海、閻良、東營、南昌等地進行飛行試驗，開展了一系列地面試驗和飛行試驗。2020年11月，C919獲型號檢查核準書（TIA），全面進入局方審定試飛階段。Source：中國商飛大飛機

英國 NCC 與合作伙伴 B&M Longworth 和 Cygnet Texkimp實現(xiàn)了連續(xù)碳纖維回收，這是為氫市場提供可持續(xù)復(fù)合壓力容器的重要第一步。圖片來源:國家復(fù)合材料中心(NCC)英國國家復(fù)合材料中心(英國布里斯托爾)的工程師，英國先進復(fù)合材料應(yīng)用卓越中心，與英國SME合作伙伴B&M Longworth (Edgworth，英國)和Cygnet Texkimp (Northwich，英國柴郡)，成功地從整個壓力容器中回收連續(xù)碳纖維，并重新利用它們制造了一個新的壓力容器。據(jù)報道，這是英國首次實現(xiàn)這一過程，是英國氫能發(fā)展的一個重要里程碑。NCC表示，由于氫的能量密度較低，因此需要在350- 700bar (5076-10152 psi)的高壓下進行壓縮和存儲。這使得高強度、低重量的碳纖維成為首選材料，特別是用于汽車或飛機等車輛中的氫壓力容器，其中功率重量比至關(guān)重要。然而，2025年至2030年期間，碳纖維的需求預(yù)計將增長5倍，超過全球生產(chǎn)能力。因此，創(chuàng)造可行的、低成本的回收工藝，保留連續(xù)碳纖維的固有強度，以便循環(huán)利用，是發(fā)展氫經(jīng)濟的關(guān)鍵。據(jù) NCC 稱，直到最近，飛機機翼和風(fēng)力渦輪機葉片等復(fù)合材料部件的回收工藝導(dǎo)致短纖維的機械性能低于原生纖維。雖然這種材料有一些應(yīng)用，但它不適合在高性能產(chǎn)品中重復(fù)使用。NCC 團隊與 B&M Longworth 合作，使用公司革命性的 DEECOM 工藝成功地從報廢 (EOL) 復(fù)合材料壓力罐中回收了連續(xù)碳纖維。該工藝最初是設(shè)計用來從過濾器和生產(chǎn)設(shè)備中去除廢聚合物，該工藝使用過熱蒸汽在壓縮下穿透復(fù)合材料聚合物中的微觀裂縫，然后在那里冷凝。在減壓過程中，它會沸騰膨脹，使聚合物開裂并帶走破碎的顆粒。然后重復(fù)該壓力擺動循環(huán)，直到所有基體（懸浮在聚合物中的材料）都與纖維分離，從而使單體也可以被回收以進行可能的再加工?！斑@項技術(shù)不僅有可能改變復(fù)合材料的 EOL 結(jié)果，而且還展示了我們?nèi)绾卧诓粨p害纖維基本特性的情況下做到這一點?！盢CC表示，至關(guān)重要的是，DEECOM工藝使主要成分材料完好無損，能夠保留任何長度。與 Cygnet Texkimp 合作的 NCC 工程師可以使用回收的連續(xù)碳纖維來制造一個使用長絲纏繞的新壓力容器。該伙伴關(guān)系目前正尋求與制造商合作，將這一過程規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化，并分享最近回收試驗的知識。下一步是對回收材料和回收容器進行纖維特性分析，團隊的最終目標是：開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)儲氫解決方案的顛覆性技術(shù)?！皩崿F(xiàn)連續(xù)纖維回收是我們實現(xiàn)完全可回收認證儲罐目標的重要一步——如果我們要將氫納入我們的能源結(jié)構(gòu)中并實現(xiàn)凈零目標，這是我們需要解決的關(guān)鍵技術(shù)障礙，”NCC氫氣總工程師Marcus Walls-Bruck說。項目結(jié)果將于本周在 JEC World 上公布。“我們正處于能夠分享纖維回收和復(fù)合材料壓力容器廣泛設(shè)計勘探工作的階段，我們希望聽到有興趣加入我們的可持續(xù)壓力容器之旅的公司。”纖維回收和回收項目是NCC氫計劃的一部分，開發(fā)和分享技術(shù)知識，跨部門復(fù)合專業(yè)知識和最先進的技術(shù)，企業(yè)需要實現(xiàn)他們的氫雄心。作為這個項目的一部分，NCC的工程師們致力于改進復(fù)合材料壓力容器的設(shè)計，進行詳細的設(shè)計和分析，以最大限度地減少浪費，并試用工業(yè)將用于回收和再循環(huán)連續(xù)碳纖維的工具和制造工藝。據(jù)報道，他們還交付了低溫壓力容器的復(fù)合材料設(shè)計規(guī)范，并正在研究復(fù)合材料壓力管道的認證途徑，包括海上使用的管道?！霸趯?DEECOM 用于復(fù)合材料回收和循環(huán)進行深入研發(fā)之后，我們很高興看到壓力罐的成功回收和再制造，”B&M Longworth Ltd. 董事 Jen Hill 說。“最近的項目在一系列復(fù)合板和汽車零部件方面取得了成功，因此轉(zhuǎn)向氫罐是下一個合理的挑戰(zhàn)。得益于國家復(fù)合材料中心專家的洞見，以及我們在 Cygnet Texkimp 合作伙伴的專業(yè)知識，我們已經(jīng)實現(xiàn)了一些人認為不可能的事情，并且已經(jīng)進入測試階段并尋找下一個挑戰(zhàn)?！盋ygnet Texkimp的首席執(zhí)行官Luke Vardy補充說：“這項合作和技術(shù)最令人興奮的方面是，我們能夠在工藝的每個階段最大化纖維的價值和完整性?！薄斑@項技術(shù)不僅有潛力改變復(fù)合材料的EOL結(jié)果，而且它還展示了我們?nèi)绾卧诓挥绊懤w維基本性能的情況下做到這一點。對纖維完整性的保留意義重大，因為它使我們能夠以可靠和可持續(xù)的方式回收和重新利用碳纖維，同時創(chuàng)造出最高質(zhì)量和一致性的最終產(chǎn)品。” 來源：carbontech

據(jù)報道，一種革命性的低溫氫氣罐設(shè)計，有望從根本上提高氫動力飛機的續(xù)航里程。而且據(jù)有關(guān)研究數(shù)據(jù)，采用這種清潔燃料電池的客機可以比使用噴氣燃料的同類飛機飛行距離遠四倍。一直以來，重量都是所有航天機械的大敵。而氫在每單位重量上的卓越能量儲存能力，使其成為航空領(lǐng)域中鋰電池的一個極具吸引力的替代品。近期，田納西州公司Gloyer-Taylor實驗室（GTL）聲稱它已經(jīng)建造并測試了幾個低溫罐，與目前最先進的航空低溫罐（金屬或復(fù)合材料）相比，重量降低了75%。GTL多年來一直致力于開發(fā)由石墨纖維復(fù)合材料和其他材料制成的超輕量級低溫罐。該公司說，他們已經(jīng)測試了密封性，甚至通過了幾個低溫?zé)釅貉h(huán)，而且這些罐子的技術(shù)準備程度（TRL）為6+，其中TRL 6代表在操作環(huán)境中已經(jīng)驗證了原型水平的技術(shù)。當(dāng)你處理像液態(tài)氫這樣的燃料時，容器重量的減輕會產(chǎn)生巨大的差異，因為液態(tài)氫本身的重量很輕。對于一個典型的壓縮氣體氫氣罐來說，燃料對滿罐重量的貢獻程度（質(zhì)量分數(shù)）一般只有10-11％。GTL聲稱，長2.4米、直徑1.2米的冷凍罐只有12公斤重。加上裙邊和真空杜瓦殼，總重量為67公斤（148磅）。它可以容納150公斤的氫氣。這是一個將近70%的質(zhì)量分數(shù)，這給低溫冷卻設(shè)備、泵和其他東西留下了大量的重量空間，同時保持整個系統(tǒng)的總質(zhì)量分數(shù)超過50%。如果它能做到它所描述的那樣，結(jié)果將是顛覆性的。在質(zhì)量分數(shù)超過50%的情況下，它將使清潔飛機的飛行距離是使用噴氣燃料同類飛機的四倍，同時按每乘客英里的成本計算，運營成本估計將減少50%，并完全消除碳排放。研究人員舉例稱，飛機制造公司De Havilland的加拿大Dash-8 Q300飛機使用噴氣燃料載客50-56名乘客可以飛行約1558公里（968英里）。改成燃料電池動力系統(tǒng)和GTL復(fù)合油箱后，同樣的飛機可以飛行4488公里（2789英里）。來源：財聯(lián)社

央廣網(wǎng)海鹽1月17日消息，國內(nèi)首臺碳纖維復(fù)材輕量化氫能城市客車近日在浙江海鹽正式發(fā)布。據(jù)介紹，該客車以“碳纖維復(fù)材”構(gòu)建車身，以“氫”為動力，一次加氫24公斤，標準工況運行續(xù)航里程可達800公里，具有零排放、噪音小、壽命長等優(yōu)點，完全滿足各級公交公司使用要求，在全國氫燃料電池客車界處于領(lǐng)先地位。客車發(fā)布現(xiàn)場據(jù)悉，該客車由浙江清華長三角軍民協(xié)同創(chuàng)新研究院組織開發(fā)，在開發(fā)之初就瞄準整車輕量化方向，通過碳纖維復(fù)材車身的正向設(shè)計和其他系統(tǒng)優(yōu)化配置，實現(xiàn)了車輛實測10噸，比其他同型車輛減重超過2.5噸，大大節(jié)約百公里氫耗。同時，采用整車地鐵化車廂布置設(shè)計理念，實現(xiàn)乘客一步登乘，無障礙快速通行整車全平地板，乘車效率至少提升50%，顯著提高車內(nèi)乘客安全性，同等座位數(shù)站立面積提升60%以上，乘駕體驗更佳。同時，除了氫能的動力，該車車廂采用的碳纖維復(fù)合材料技術(shù)，具有“更節(jié)能、更經(jīng)濟、更安全、更舒適、長壽命、不腐蝕”六大優(yōu)勢，比金屬材料整車強度提高約10%，重量減輕約30%。2021年12月16日，20輛碳纖維復(fù)材新能源客車成功交付嘉興海鹽鴻遠公交公司，這也是繼2021年8月全國首批18輛“紅船號”碳纖維復(fù)材新能源客車在嘉興公交投入運營后，第二批交付的碳纖維復(fù)材輕量化新能源客車。據(jù)悉，這兩批客車均采用純電動驅(qū)動。首批客車現(xiàn)已在嘉興市內(nèi)游8線路運營，取得明顯的節(jié)能效果。來源：央廣網(wǎng)

【據(jù)復(fù)合材料世界網(wǎng)站2021年12月22日報道】英國國家復(fù)合材料中心（NCC）與法國航空航天制造商泰雷茲阿萊尼亞太空公司（Thales Alenia Space）聯(lián)合在“太空儲存罐”（SpaceTank）項目下制造了一種全復(fù)合材料無襯墊（俗稱“V型”）儲存罐演示驗證件。該部件將作為運載火箭和衛(wèi)星推進劑儲存罐的基本型產(chǎn)品，與目前使用的傳統(tǒng)金屬推進劑儲存罐相比，重量預(yù)計可減輕30%。NCC表示，該演示驗證件展示了如何利用先進復(fù)合材料技術(shù)來減輕燃料儲存罐結(jié)構(gòu)重量并降低衛(wèi)星發(fā)射成本，體現(xiàn)了復(fù)合材料將在未來空間推進工程結(jié)構(gòu)發(fā)揮的重要作用?！疤諆Υ婀蕖表椖繛槠谝荒?，總體目標是基于英國本土的研發(fā)能力，獲得制造和檢測低溫壓力容器所需的技術(shù)，將開發(fā)一種全新制造解決方案，獲得低溫推進劑儲存罐。航天行業(yè)對于復(fù)合材料在太空中發(fā)揮的關(guān)鍵作用形成了共識，一些公司已經(jīng)開始探索復(fù)合材料在太空儲存罐設(shè)計中的應(yīng)用。例如，美國Virgin軌道公司和新西蘭火箭實驗室公司（RocketLab）都分別研發(fā)并展示了復(fù)合材料燃料儲存罐作為發(fā)射器一號（Launcher One）火箭和“電子”（Electron）火箭中金屬燃料儲存罐的替代品。在澳大利亞，Omni Tanker公司與合作伙伴正在尋求開發(fā)復(fù)合材料無襯墊液氫儲存罐并計劃將其商業(yè)化。而在歐洲，德國MT航宇公司也已經(jīng)研發(fā)材料和制造方法，并正在接受新型火箭燃料儲存罐的性能測試。NCC的“太空儲存罐”項目則有望將英國提升為該領(lǐng)域的主要參與者。 NCC開發(fā)的“太空儲存罐”演示驗證產(chǎn)品長750毫米，直徑為450毫米，流體存儲容量超過96升，壁厚為4.0-5.5毫米，這種設(shè)計使其能夠承受85巴加壓推進劑帶來的壓力。NCC透露，“太空儲存罐”碳纖維復(fù)合材料主體結(jié)構(gòu)由總重量達到8千克，存在進一步優(yōu)化減重的可能，其壓力等級可以通過使用更高強度的碳纖維和增加復(fù)合材料的厚度來實現(xiàn)。同時可以使用更薄，剛度更低的碳纖維復(fù)合材料制造，以應(yīng)對一些中低端應(yīng)用場景。在“太空儲存罐”項目期間，NCC團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新方法，將金屬流體閥端口的制造也納入到可沖洗消除的內(nèi)芯模具中，從而不需任何二次組裝或粘接等其他步驟。這些流體閥端口固定在新型模具中，使它們能夠在制造過程的后期直接連結(jié)到碳纖維上。“太空儲存罐”的主體結(jié)構(gòu)使用美國SHD復(fù)合材料公司提供的MTC510環(huán)氧樹脂碳纖維預(yù)浸料，帶材寬度為300毫米。MTC510是一種環(huán)氧樹脂系列產(chǎn)品，在80℃到120℃之間固化，并且經(jīng)過專門的增韌設(shè)計以提高其損傷容限?！疤諆Υ婀蕖庇捎鳥indatex公司負責(zé)制造過程，該公司還對纖維帶進行了窄幅精密切割，并以6.35毫米的規(guī)格形成了長達22000米返回料，按照NCC的要求，這些返回料要在法國科里奧利公司提供自動纖維鋪放（AFP）制造系統(tǒng)中應(yīng)用。使用科里奧利AFP系統(tǒng)的長纖維纏繞工藝將裁剪后的窄纖維帶沉積到可沖洗消除的模具上。NCC工程師使用比利時Material’s Cadwind公司的纖維纏繞軟件設(shè)計了螺旋纏繞和環(huán)箍纏繞工藝組合，用于沉積超過24層的材料，達到標稱5.5毫米的厚度。在這里使用的纖維纏繞厚度、方向以及角度僅針對演示驗證件。NCC后續(xù)可以增加或減少復(fù)合材料壁厚并改變纖維纏繞角度和層板結(jié)構(gòu)，以按照不同的壓力或負載要求充分優(yōu)化“太空儲存罐”結(jié)構(gòu)。在材料完成沉積后，研究人員立即檢查了NCC“太空儲存罐”是否存在缺陷和厚度變化。隨后將整體結(jié)構(gòu)置于100℃下進行熱壓罐固化，并再次重新檢查。固化后采用超聲波C掃描和熱成像無損檢測技術(shù)，對不同的制造方法進行對比，以檢查未來儲罐是否存在分層和孔隙等缺陷。最后，在完成無損檢測質(zhì)量評估后，用加壓冷水沖洗并消除內(nèi)部模具，使內(nèi)槽形成空腔。NCC表示，經(jīng)過驗證，無內(nèi)襯“太空儲存罐”的模具技術(shù)難度巨大，因此他們與英國AeroConsultants公司合作開發(fā)了一款使用該公司Aqua水溶性芯材的鑄造工藝制成的內(nèi)部模具。模具具有內(nèi)部陽模，標稱壁厚為30毫米，它被分為兩部分澆鑄而成，然后進行粘合。該模具內(nèi)部擁有三個可清洗加強環(huán)，這些加強環(huán)的設(shè)計和制造有助于承受復(fù)合材料自動鋪層過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)載荷和纖維固化過程中產(chǎn)生的壓力。NCC的這一演示驗證件為英國未來的太空推進劑儲存罐研發(fā)提供了充分的研究基礎(chǔ)，并有助于支持英國先進復(fù)合材料儲存罐制造技術(shù)、部件和設(shè)備供應(yīng)鏈。另據(jù)相關(guān)報告，該領(lǐng)域未來的研究活動還將支持英國在全球太空市場份額增加5%。一份來自英國政府發(fā)布于2021年5月的工作報告顯示，英國太空行業(yè)相關(guān)收入從2016-2017年的148億英鎊增長到2018-2019年的164億英鎊。英國航天局的總結(jié)報告強調(diào)，過去兩年（2019-2021年），英國航天部門創(chuàng)造了3000多個工作崗位。來源：航空工業(yè)信息網(wǎng)