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2024-01-12
2023年度中国复合材料行业十大新闻揭晓
时光荏苒,2023年,在飞速发展的科技浪潮中,中国复合材料行业再次迎来新的挑战与机遇。中国复合材料工业协会评选出了“2023年度复合材料行业十大新闻”,对关键事件进行深入梳理和分析,为行业同仁提供更全面、更深刻的行业洞见,还能为预见未来的变革和趋势提供参考。01、碳纤维复合材料助力载客船舶碳中和:节能减排近40%11月9日,广东中威复合材料有限公司为中国香港的新渡轮离岛项目制造了首艘500客位的碳纤维高速客船“新明珠2号”,并举行了吉水仪式。这标志着中国在制造大型船舶方面使用先进复合材料技术取得了显著成就。中国复合材料在海洋工程领域的应用正在迅速增长,尤其在深海探测和海洋平台建设等方面。碳纤维复合材料具有轻量化、高强度和耐腐蚀性强的优点,正推动着产业的低碳环保转型。中国海洋新材料市场规模已超过万亿元大关,未来5年国内的需求预计将以每年17%左右的速度增长。复合材料为海洋工程的创新和发展提供了更多发展空间。随着海洋工程复合材料技术的不断成熟和发展,海洋工程用复合材料的市场占比将越来越高。02、中国商飞面向社会扩大高性能纤维材料需求征集11月17日,中国商用飞机有限责任公司在“2023中国复合材料工业协会年会暨第五届碳纤维复合材料产业创新发展高峰论坛”上发布了“大飞机产业对高性能纤维材料需求征集令”,标志着中国航空复合材料发展的一个重要里程碑。这一征集令旨在推进航空复合材料国产化,集中体现在新材料、新工艺和新技术三大方面。新材料中包含了多种高强度碳纤维、高性能环氧树脂和高性能热塑性复合材料;新工艺涵盖了胶接自动化表面处理和低碳成型工艺;而新技术方面则聚焦于结构焊接和多尺度虚拟试验技术等。通过征集令的方式,扩大了细分领域先进材料在大飞机上的应用潜力,而专精特新企业的参与将进一步提升航空材料的先进水平。2023年,随着C919客机产业体系的完备,国产化比率已达约60%,极大地带动复合材料行业及相关技术的发展。东方航空作为C919的主要运营商,截至2023年底,已执行655个商业航班,运送近8.2万旅客。到2023年,C919共向东航交付了4架,预计到2025累计交付20架。C919飞机交付数量的逐年增加预示着民用航空领域复合材料行业的新增长点。这不仅标志着C919从试运行阶段向规?;擞淖?,也充分展示了中国航空技术已达到国际先进水平。随着越来越多创新合作的推进,中国航空复合材料产业有望在全球航空领域中占据更加重要的地位。03、104米!国内最长碳纤维复合材料斜拉索亮相位于江阴市黄山路的斜拉桥建设工程完成了一个关键阶段,斜拉索的挂设吊装全部完工。这座桥使用了48根超高强度斜拉索,其中包括两根长约104米的碳纤维复合材料斜拉索,这在国内尚属首次?;粕铰沸崩抛艹?48米,宽36.5米,主要由分离式钢箱梁、人字形桥塔和马鞍形双索面斜拉索构成,是滨江路快速化改造项目的重要组成部分。碳纤维复合材料的应用不仅提高了桥梁的承载效率和跨径,还解决了传统钢丝缆索的腐蚀和疲劳问题,为建造更轻质、长寿命的高性能桥梁结构提供了先进方案。全国建材生产阶段碳排放占总碳排放量的约28%,其中钢材、水泥和铝材能耗占比超过90%。复合材料在建筑领域,除了在桥梁工程中得到应用,在建筑外围护、以塑代钢的锚杆中,复合材料展现出其轻质高强、耐腐蚀和设计灵活性的独特优势。这些特性不仅提升了建筑的安全性和耐久性,也为现代建筑设计提供了更广阔的创新空间,为未来的城市建设和建筑美学开辟了新的可能。04、国产碳纤维复合材料助力神舟载人飞船升空中国建材集团所属北玻院、南玻院和哈玻院的研发成果在航天领域取得重要应用。5月30日,南玻院研发的高强纱被用于长征二号F遥十六运载火箭和神舟十六号载人飞船的防热结构和隔热层,为航天器发射和对接提供了关键保障。北玻院则为神舟十六号飞船的关键部位提供了中密度预混料和高性能耐烧蚀树脂等材料。10月26日,搭载神舟十七号的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十七号飞船的承力薄壁加筋截锥,是我国载人航天史上首次使用的大型碳纤维复合材料制品,标志着中国在航天复合材料领域的重大进步。航天领域的先进复合材料以其轻质、高强度和耐烧蚀等特性,显著提升了载人飞船的性能和安全性。随着复合材料新型原材料、设计技术和制备工艺的不断进步,复合材料在航天领域的应用将得到进一步拓展,航天器的安全性和承载效率将进一步提升。05、海洋工程新应用:全球最大旋筒风帆顺利起航6月24日,中复连众制造的旋筒风帆在船厂顺利安装,创造了全球首艘配备直径5米、高35米旋筒风帆散货船的记录,推动了船用风力助推技术的实际应用。旋筒风帆利用马格努斯效应,通过旋转产生压力差以提供推力,减少燃油消耗,是航运业节能减排的重要创新。装配有新型旋筒风帆的货船,能在特定航线上节省5%以上的燃油,10万吨散货船安装1套风帆助推系统,测算下来每天可节约燃油1.5吨,减少二氧化碳排放4.65吨。与传统风帆相比,它占用更少的甲板空间,能有效抵御恶劣风况,对侧向风的效果尤为显著。旋筒风帆在制造过程中采用了集束式干湿层合缠绕成型技术,实现了复杂受力条件下大型高精度旋筒风帆的高效制备,为国内外首创。随着海洋工程复合材料技术的不断创新和应用拓展,正逐渐成为推动船舶设计革新和环保高效运输的核心要素,为海洋工程和航运业带来了革命性的变化。展望未来,海洋复合材料的发展有望在海洋探索、深海作业以及海洋环境?;さ榷喔隽煊蚍⒒痈庸丶淖饔?。06、国内近百米热塑性复合材料风电叶片成功下线采用了阿科玛集团Elium?热塑性树脂的近百米级热塑性复合材料风电叶片在中材科技风电叶片股份有限公司阜宁公司成功下线,刷新了全球热塑性复合材料风电叶片长度记录。是继风电叶片先行者TPI和LM风电之后第三家使用热塑性树脂生产全尺寸风电叶片的专业企业。中材科技风电叶片股份有限公司作为连续十余年全球风电叶片制造的行业龙头,从2019年开始与国内知名主机厂签署了热塑性叶片的联合开发合作协议。该只叶片的成功下线标志着项目取得了阶段性成果。在近20年里,我国风电装机容量迅速增长,从2010年4182.7万千瓦跃居世界之首,至2023年突破4亿千瓦,为全球可持续能源发展做出了重要贡献,带动风电领域复合材料实现了从跟随到超越的巨大飞跃。同样在这20年里,传统热固性复合材料风电叶片的可持续发展给风电人带来了很多的困扰。预计到2030年,面临着退役、需要无害化处理的风电复合材料固废达到了惊人的80万吨。热塑性复合材料风电叶片的成功下线,为风电叶片向绿色产品转型提供了可行方案。07、低碳可持续发展趋势下,复材行业清洁生产箭在弦上国务院发布《空气质量持续改善行动计划》,强调加速淘汰重污染行业落后产能,推动产业向清洁生产转型。清洁生产,即在设计、原料选择、工艺技术、管理和综合利用等方面采取措施,从源头减少污染和提高资源效率,减轻对环境和人类健康的影响。2023年9月中国环科院清洁生产中心在枣强召开了玻璃钢行业清洁生产审核试点创新项目启动会和技术交流会,研讨了复合材料清洁生产方案和相关政策。自2003年起,国内针对不同产业制定清洁生产标准,重点关注重污染行业。到2016年底,超过1万家企业被纳入清洁生产审核范围,涵盖了重污染和清洁行业。党的十九大和二十大报告强调清洁生产的重要性,推动《“十四五”全国清洁生产推行方案》的颁布,为企业自主研发清洁生产技术与设备提供政策支持。复合材料行业存在附加值低、研发能力弱、机械化程度不高、企业规模小且分散,以及产品质量粗糙等行业问题,影响了行业的形象,限制了行业发展。在产业转型升级、可持续发展的大背景下,行业面临着机遇和挑战,清洁生产已箭在弦上。唯有通过工艺技术和装备的更新,从根本上实现清洁生产,从而提高复合材料行业的经济效益和市场竞争力。08、国产碳纤维产能突破10万吨年初,新疆隆炬新材料有限公司启动了年产5万吨高性能碳纤维的一期项目,两条生产线年产6000吨碳纤维产品已供不应求。此次发展将使其成为国内继上海石化之后第二家生产48K碳纤维的企业,建成后将成为全球最大的碳纤维原料基地之一。项目计划包括8个碳化车间,16条生产线,分四期完成,最终实现年产5万吨目标。截至2023年3月,中国碳纤维年产能已突破10万吨,相比2021年末增长65%,在全球范围内占比达43.3%。中国在碳纤维及其复合材料领域的快速发展,带动了相关技术和产品质量的不断进步,增强了中国在全球高性能复合材料市场的竞争力,国内碳纤维龙头企业也逐步实现扭亏为盈。但面对产能过剩、库存积压和价格下跌等因素的影响,碳纤维企业再次面临生存的压力,在碳纤维复合材料应用市场未成熟前,希望市场回归理性,练好“内功”,做好产品研发和市场应用开拓。09、生物基复合材料助力新质生产力:千亿级合成生物产业集群正在崛起凯赛生物在2023年实现了生物基复合材料领域的重要突破,成功研发了一步法生物基高温聚酰胺制备方法,并在5000吨中试线上进行验证。这一创新技术大幅降低了聚合时间至传统工艺的1%以下,同时实现产品熔点在290-310℃范围的可控调节,克服了传统高温尼龙工艺中的能耗高、时间长、出料难等问题。此外,公司还以此技术为基础,生产出含超70%玻纤的高性能生物基热塑性纤维复合材料,并应用于半挂车底板、集装箱、建筑模板、冷藏箱、物流托盘等产品的商业化试制,为物流运输、新能源、建筑等领域提供绿色低碳解决方案。与此同时,2023年12月的中央经济工作会议强调生物制造作为战略性新兴产业的重要性,提出要打造生物制造等新产业,并广泛应用数智技术、绿色技术以加快传统产业的转型升级。生物基复合材料在实现可持续发展和低碳转型中显示出巨大潜力。到2023年,全球生物基复合材料市场规模预计将突破300亿美元,未来五年内预计以超过15%的年复合增长率持续增长。国内生物基复合材料规?;τ闷鸩浇贤?,需要加大有针对性的政策扶持,扩大生物基复合材料的应用。10、复合材料优势显著,助力我国氢气长输管道发展"西氢东送"输氢管道项目,作为中国氢气长途输送的一个关键里程碑,象征着国内跨区域氢气输送管网建设步入一个新纪元。此管道起始于内蒙古乌兰察布市,终点为北京燕山石化,全程超过400公里。预计此举将有效缓解京津冀地区绿氢的供需不均问题,从而推动能源结构的转型升级。该项目不仅增强了西部地区绿氢的利用潜力,也代表着一种更为经济、高效的氢气输送方式,对于提升氢气在终端使用的可获得性和降低成本具有重大意义。在输氢管道的建设上,复合材料的使用起到了至关重要的作用。与传统钢管道相比,复合材料制成的输氢管道更轻、耐腐蚀性更强、且具有更优异的耐高压性能,特别适合长距离和高压的输送环境。2022年国家发展改革委和国家能源局共同发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,提出到2060年氢能在中国终端能源体系中的占比至少达到20%,市场规模扩大8至10倍。在新能源领域,复合材料已广泛用于电池盒、电解槽、储氢瓶和光伏组件等新产品,成为复合材料行业新的增长点。来源:复材工业协会
2023-05-26
我国风电光伏发电总装机突破8亿千瓦
截至今年4月底,我国风电装机3.8亿千瓦,光伏发电装机4.4亿千瓦,风电光伏发电总装机突破8亿千瓦,达到8.2亿千瓦,占全国发电装机的30.9%,其中风电占14.3%,光伏发电占16.6%。今年1—4月,全国风电光伏新增装机6251万千瓦,占全国新增装机的74%,同比增长11.5个百分点。其中,风电新增1420万千瓦、光伏发电新增4831万千瓦,分别占全国新增装机的16.8%和57.2%。今年1—4月,全国风电光伏发电量达到4828亿千瓦时,同比增长26.8%,占全社会用电量的17.2%,较去年同期增长3个百分点。 来源:国家能源局
2023-05-23
GFR-PU复合材料:可批量生产的美观轻量化部件 适用于汽车结构件
Cannon Afros展示了其Interwet长纤维注射 (LFI) 技术,用于聚氨酯 (PU) 配方的内部共注射混合工艺,该配方可以用多种纤维增强。Cannon Afros的Interwet LFI技术是为了生产用玻璃纤维粗纱增强的模压汽车结构件而开发的,可替代基于玻璃纤维毡或预混多元醇的短切玻璃纤维的生产工艺。该技术的新颖之处在于使用一种特殊的内部共注射混合概念对玻璃纤维粗纱进行彻底润湿。真空将玻璃纤维粗纱吸入一个切碎机中,该切碎机放置在一个经过特殊改装的专有Free Pouring Laminar SR L形高压混合头的顶部,然后再次使用真空将切碎的长或短玻璃纤维吸入混合室内,并用聚氨酯配方润湿,从而产生均匀的分散体,因此该公司称之为Interwet。Ecos Chocen是一家成立于1990年的家族企业,总部位于捷克共和国。多年来,该公司掌握了各种各样的金属和聚合物材料的工程和制造工艺,并结合电泳技术,为各种商用车部件(如底盘和车身外板)的粉末和湿法涂装做准备。在2000年代初期为荷兰一家大型巴士制造商开发和生产了一系列前端和后端面板原型的成功合作之后,随后确定了该公司未来的发展方向。Ecos Chocen获得了IATF 16949:2016认证,如今专注于汽车行业零部件和整个装配单元的制造和生产,特别关注商用车,尤其是公交车、客车和卡车。Ecos Chocen执行经理Jiri Kutlvasr表示:“我们与Cannon Afros合作,实现了一个雄心勃勃的目标,即使用其独特的Interwet LFI技术一步法生产复杂的半结构和结构玻璃纤维增强聚氨酯外部车身部件,该技术结合了模内涂层,提供了出色的表面美学。为喷漆做准备。Cannon Afros为Interwet LFI工艺提供了一个交钥匙解决方案,包括配料单元机器和混合头、模具和压力机以及机器人工艺自动化,这些都带来了高质量,有助于提高可重复性和整体生产力?!盋annon Afros表示,对Interwet LFI技术和工艺可实现的结构性能正在吸引电动汽车(EV)外部面板制造商的注意力,以应对日益增长的轻量化追求。 来源:PUWORLD
2023-04-25
维斯塔斯攻克叶片回收
一直以来,风机叶片都是由环氧树脂复合材料制成的。随着第一批风电机组运行寿命即将结束,欧洲风能协会WindEurope预计,从2025年起,每年将有约25000吨叶片退役 。合成材料成分复杂,难以分解和回收,对环境造成了威胁。行业普遍认为,为了在风机叶片寿命结束时实现可回收,需要一种新的材料或制造方法。为此,风机巨头纷纷投入力量进行研究。2021年9月,西门子歌美飒正式发布了一款名为“RecyclableBlade”的完全可回收风机叶片,已应用于德国Kaskasi项目。2022年3月,通用电气可再生能源旗下的LM Wind Power在西班牙Ponferrada的叶片工厂中制造出了首支热塑性100%可回收叶片。不过,维斯塔斯选择了另一条路线——研究环氧树脂复合材料的回收方法。近日,他们宣布,这套回收工艺已研究完成。这种工艺消除了对风机叶片回收的材料限制,无需改变现有叶片的材料成分或设计,即可实现回收利用。这样既 节省了工艺改造费用,也无需承担叶片材质变化可能导致质量问题的风险 。维斯塔斯副总裁兼可持续发展主管Lisa Ekstrand表示:“我们可以将旧环氧树脂叶片作为新叶片的原材料,无论是垃圾场的废旧叶片还是正在运行的叶片均可回收并重复使用。风电行业的一个新时代即将到来?!闭庀罟ひ帐荂ETEC(热固性环氧复合材料循环经济)项目的研究结果,该项目于2021年启动,由维斯塔斯牵头,合作伙伴包括环氧树脂制造商Olin公司、丹麦技术学院(DTI)以及丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)。 来源:欧洲海上风电
2023-03-03
复合材料技术领域首个由我国主导制定的国际标准颁布
近日,国际标准化组织ISO正式颁布了ISO 23930:2023 《纤维增强塑料复合材料——拉挤型材全截面压缩试验方法》(Fibre-reinforced plastic composites — Full-section compressive test for pultruded profiles),这部标准由清华大学土木工程系冯鹏教授提案并担任项目负责人(Project Leader),是复合材料技术领域首项由我国提案并主导制订的国际标准项目。复合材料拉挤型材(简称“FRP拉挤型材”),是重要的高端装备与战略保障基础材料,广泛应用于新能源、基础设施建设、交通运输、化工环保、体育健康等行业,具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,是结构轻量化的首选材料,也是极端服役环境中不可替代的关键材料。我国是FRP拉挤型材生产、出口和使用的大国。据中国复合材料工业协会统计,2021年我国复合材料拉挤制品产量超过160万吨,占全球总产量约60%;近两年,在新能源行业的带动下,FRP拉挤型材产能实现连续两年翻番。FRP拉挤型材具有各向异性和非均匀性的特征,纤维和树脂在截面中的分布并不均匀,加上微孔隙、微裂缝等初始缺陷的影响,会使截面中各部分材料的力学性能存在差异,特别是在转角和交角处,其实际强度远低于板件强度。因此,现有基于局部取样的材性测试结果很难准确反映其整体截面的承载能力。针对此问题,冯鹏教授团队基于多年研究积累和工程实践经验,提出了全截面压缩试验方法,通过短试件全截面轴心受压承载试验,用在合理的破坏模式下获得的承载力评价FRP拉挤型材的整体力学性能,并于2015年编制了GB/T 31539-2015《结构用纤维增强复合材料拉挤型材》国家标准,其中首次采用了“全截面压缩试验”这一原创方法评价FRP拉挤型材的整体性能,弥补了传统局部取样无法反映产品整体性能的技术缺陷。拉挤工艺示意图典型FRP拉挤型材产品工程结构中的FRP拉挤型材2018年9月经全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)提议,由ISO/TC61/SC13国内对口单位南京玻璃纤维研究设计院报请中国建筑材料联合会和国家标准化管理委员会同意,清华大学向国际标准化组织/增强纤维和复合材料技术委员会(ISO/TC61/SC13)正式提出申请:建议将全截面压缩试验作为评价FRP拉挤型材整体力学性能的标准试验方法予以立项?;谠档难芯渴莺突墓低ㄐ?,该提案获得了德国、法国、意大利、瑞士、捷克、韩国、日本、印度等国代表的支持,投票通过由中国牵头制定标准ISO 23930《纤维增强塑料复合材料——拉挤型材全截面压缩试验方法》。此后,我国专家代表组织各国同行进行验证,经过多轮讨论修改,历时4年,完成了该标准的编制,于2023年2月正式发布。该标准采纳了中国国家标准《结构用纤维增强复合材料拉挤型材》(GB/T 31539-2015)附录B中的试验方法,并参照其编写,首次建立了评价FRP拉挤型材整体力学性能的国际标准方法,对规范产品质量、促进工程应用具有重要意义,为我国FRP拉挤型材产品国际竞争力提升、抢占国际市场制高点、维护我国企业利益提供了有力的技术支撑。这项标准也标志着中国正成为该领域的引领者。 来源:清华大学土木工程系暨建设管理系
2022-12-22
江苏一体化推进玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革
12月11日,江苏省推进玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革工作专题培训班在南京玻璃纤维研究设计院召开,深入学习党的二十大精神,研究部署当前和今后一个时期推进全省玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革工作思路举措,进一步推进产业链产改工作扩面提质,不断向纵深发展。今年,推进全省玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革项目被列入了2022年江苏产业工人队伍建设改革重点实施项目清单。江苏省教育科技工会和省硅酸盐学会玻纤玻钢专委会、南京玻纤院共同制定了《以“工学赛培”一体化模式推进玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革工作实施方案》,稳步有序推进实施,产业链产改工作取得阶段性成效。国家建筑材料行业职业技能鉴定043站完成江苏省职业资格认定备案,取得第三方玻纤制品工职业技能等级认定资质,近年来开展技能等级认定600多人;江苏玻纤产业工匠学院挂牌;以全国劳模领衔的玻纤行业劳模和工匠人才创新工作室联盟成立等等。江苏省推进玻纤产业链产改工作协调小组组长、省总工会副主席井良强在开班讲话中强调,要按照全国、省产改工作部署要求,勇担产业链产改探路先锋,把产业链改革持续向纵深推进、向基层延伸。要认真学习党的二十大精神,在推进产业链产改中增强政治自觉。要大力加强职工思想政治引领,在推进产业链产改中凝聚奋进力量。要着力建设高技能人才队伍,在推进产业链产改中赋能职工成长。要充分发挥企业主体作用,在推进产业链产改中主动担当作为。要切实加强组织领导,在推进产业链产改中形成工作合力。坚持以“工学赛培”一体化人才培养模式推进玻璃纤维产业链产业工人队伍建设改革,打造有理想守信念、懂技术会创新、敢担当讲奉献的产业工人队伍,促进江苏玻璃纤维产业强链补链,推动全省玻璃纤维企业高质量发展,全面提升产业链产改质量和效益,全面提高产业链产改覆盖面和受益度,以过硬成绩交出一份令产业链党委行政满意、让产业链产业工人认可的成绩单。来源:金台资讯
2022-07-26
风电制造商维斯塔斯通过复合材料3D打印可生产超2千个零件
风力涡轮机是庞大而昂贵的机器,必须以最小的?;奔淇煽康卦诵?,以便尽可能有效。这意味着在制造和安装方面没有出错的余地。因此,风力涡轮机制造商维斯塔斯(Vestas)在其制造设施和检查现场依赖专门的检查工具、仪表,通常需要在各个设施之间运输零件。然而,这个过程可能非常耗时,并且增加了生产专用风力叶片组件所需的时间和生产成本。为了消除这些瓶颈,维斯塔斯于2021年在其叶片生产设施中启动了一项计划,通过增材制造-3D打印技术,以更简化、数字化的方式生产许多此类组件。维斯塔斯的直接数字制造(DDM)计划使用Markforged公司基于云的AI驱动的Digital Forge AM平台,3D打印机和材料,在所需现场快速生产专用工具、零件。维斯塔斯是风能领域的全球领导者,在86个国家/地区拥有超过 151 吉瓦 (GW) 的风力涡轮机。维斯塔斯增材制造的其中一个部件是碳纤维增强复合材料制造的复合顶部中心(TC)标记工具,由风力叶片装配团队在现场使用。使用该工具作为测量,在叶片的根部放置一个指示标记,以确保叶片在安装过程中以正确的间距对齐。该工具最初需要数周时间进行制造,运输,然后验证使用,现在只需几天即可完成。以前,维斯塔斯通过金属加工技术制造这些工装工具,然后将工具运送到应用地点,用于检查叶片本身的对齐情况 ,此过程可能需要大约三周的时间,包括制造和验证。现在,有了直接数字制造系统,这些工具可以在任何地方进行设计,然后使用Markforged的X7 熔融沉积建模(FDM)3D打印机和Onyx碳纤维填充尼龙混合材料直接在叶片设备上打印。Markforged软件对工具进行数字检查和校准,并生成校准报告,无需物理检查和校准步骤。改用碳纤维增强复合材料还使零件的总重量减轻了85%。如今,维斯塔斯直接数字制造计划总共包括2000多个零件。所有这些零件的设计文件都存储在Markforged Eiger基于云的数字存储库中。这使得维斯塔斯任何地点的员工(即使是那些几乎没有3D打印专业知识的员工)都可以在本地X7 3D打印机上快速搜索和制造纤维增强复合材料零件。借助数字化的存储库,维斯塔斯团队可以在世界任何地方立即制造出一致、符合规格的零件,而无需全球设施的专家。这大大降低了运输和货运成本,以及制造交货时间。最重要的是,维斯塔斯团队不再需要担心零件未通过合规性测试,因为它们是按需打印的,内部使用精确的数字规格进行打印。维斯塔斯表示,到2022年,它将开始推出直接数字制造系统,用于叶片以外的检测仪表工具,促进维斯塔斯在23个制造地点的按需生产。维斯塔斯还与紧固件和装配材料供应商Wurth(德国Künzelsau)合作,建立了一个增材制造生态系统,并管理使用Markforged的Digital Forge平台制造的备件库存,以支持本地现场支持和其他供应商的维护,维修和大修(MRO)。一旦初始部署完成,维斯塔斯将在其工厂内推进更加深入的数字化制造端到端流程。例如,在任何维斯塔斯风电设备站点上,具有使用权限的个人更容易扫描零件代码或在其企业管理系统中搜索零件,并将零件数字化信息自动发送到适配的本地3D打印设备进行制造。制造平台中的Blacksmith和Eiger Fleet软件对用户、3D打印机和零件检测的集中控制将确保制造高质量、高性能的工具与最终用途零件。Source:3D科学谷
2022-07-26
C919,好消息!
7月19日,在C919大型客机六架试飞机圆满完成全部试飞任务之际,C919大型客机试飞现场联合指挥部阎良战区在陕西渭南机场召开总结大会?;嵋榍康?,C919六架试飞机完成全部试飞任务,标志着C919取证工作正式进入收官阶段,开始全力向取证冲锋。这是在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下C919大型客机项目研制取得的至关重要的阶段性胜利,是工信部、民航局、气象局等国家有关部委,上海、陕西、甘肃、山东、江西、内蒙古等地方政府全力支持的结果,是中国商飞公司与航空工业试飞院等参研参试单位通力协作的结果,也是全体科技工作者五年多日夜拼搏、攻坚克难的结果?;嵋樾亮酥泄谭晒镜澄匦?,回顾总结了C919试飞历程,试飞员、试飞工程师等有关代表进行了交流发言。工信部、财政部、民航局、试飞院有关负责同志,中国商飞公司党委副书记、总经理赵越让,党委常委、纪委书记赵九方,党委常委、副总经理、试飞现场联合指挥部总指挥魏应彪,总部、所属单位及C919项目团队有关人员参加会议。中国商飞公司官网信息显示,C919大型客机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,座级158-168座,航程4075-5555公里。C919大型客机2015年11月完成总装下线,2017年5月成功首飞,目前累计拥有28家客户815架订单。自2019年起,6架C919在上海、阎良、东营、南昌等地进行飞行试验,开展了一系列地面试验和飞行试验。2020年11月,C919获型号检查核准书(TIA),全面进入局方审定试飞阶段。Source:中国商飞大飞机
2022-05-24
可持续储氢瓶解决方案的颠覆性技术:实现连续纤维回收!
英国 NCC 与合作伙伴 B&M Longworth 和 Cygnet Texkimp实现了连续碳纤维回收,这是为氢市场提供可持续复合压力容器的重要第一步。图片来源:国家复合材料中心(NCC)英国国家复合材料中心(英国布里斯托尔)的工程师,英国先进复合材料应用卓越中心,与英国SME合作伙伴B&M Longworth (Edgworth,英国)和Cygnet Texkimp (Northwich,英国柴郡),成功地从整个压力容器中回收连续碳纤维,并重新利用它们制造了一个新的压力容器。据报道,这是英国首次实现这一过程,是英国氢能发展的一个重要里程碑。NCC表示,由于氢的能量密度较低,因此需要在350- 700bar (5076-10152 psi)的高压下进行压缩和存储。这使得高强度、低重量的碳纤维成为首选材料,特别是用于汽车或飞机等车辆中的氢压力容器,其中功率重量比至关重要。然而,2025年至2030年期间,碳纤维的需求预计将增长5倍,超过全球生产能力。因此,创造可行的、低成本的回收工艺,保留连续碳纤维的固有强度,以便循环利用,是发展氢经济的关键。据 NCC 称,直到最近,飞机机翼和风力涡轮机叶片等复合材料部件的回收工艺导致短纤维的机械性能低于原生纤维。虽然这种材料有一些应用,但它不适合在高性能产品中重复使用。NCC 团队与 B&M Longworth 合作,使用公司革命性的 DEECOM 工艺成功地从报废 (EOL) 复合材料压力罐中回收了连续碳纤维。该工艺最初是设计用来从过滤器和生产设备中去除废聚合物,该工艺使用过热蒸汽在压缩下穿透复合材料聚合物中的微观裂缝,然后在那里冷凝。在减压过程中,它会沸腾膨胀,使聚合物开裂并带走破碎的颗粒。然后重复该压力摆动循环,直到所有基体(悬浮在聚合物中的材料)都与纤维分离,从而使单体也可以被回收以进行可能的再加工?!罢庀罴际醪唤鲇锌赡芨谋涓春喜牧系?EOL 结果,而且还展示了我们如何在不损害纤维基本特性的情况下做到这一点?!盢CC表示,至关重要的是,DEECOM工艺使主要成分材料完好无损,能够保留任何长度。与 Cygnet Texkimp 合作的 NCC 工程师可以使用回收的连续碳纤维来制造一个使用长丝缠绕的新压力容器。该伙伴关系目前正寻求与制造商合作,将这一过程规?;筒祷?,并分享最近回收试验的知识。下一步是对回收材料和回收容器进行纤维特性分析,团队的最终目标是:开发能够实现可持续储氢解决方案的颠覆性技术?!笆迪至宋厥帐俏颐鞘迪滞耆苫厥杖现ご⒐弈勘甑闹匾徊健绻颐且饽扇胛颐堑哪茉唇峁怪胁⑹迪志涣隳勘?,这是我们需要解决的关键技术障碍,”NCC氢气总工程师Marcus Walls-Bruck说。项目结果将于本周在 JEC World 上公布?!拔颐钦τ谀芄环窒硐宋厥蘸透春喜牧涎沽θ萜鞴惴荷杓瓶碧焦ぷ鞯慕锥?,我们希望听到有兴趣加入我们的可持续压力容器之旅的公司?!毕宋厥蘸突厥障钅渴荖CC氢计划的一部分,开发和分享技术知识,跨部门复合专业知识和最先进的技术,企业需要实现他们的氢雄心。作为这个项目的一部分,NCC的工程师们致力于改进复合材料压力容器的设计,进行详细的设计和分析,以最大限度地减少浪费,并试用工业将用于回收和再循环连续碳纤维的工具和制造工艺。据报道,他们还交付了低温压力容器的复合材料设计规范,并正在研究复合材料压力管道的认证途径,包括海上使用的管道?!霸诙?DEECOM 用于复合材料回收和循环进行深入研发之后,我们很高兴看到压力罐的成功回收和再制造,”B&M Longworth Ltd. 董事 Jen Hill 说?!白罱南钅吭谝幌盗懈春习搴推盗悴考矫嫒〉昧顺晒?,因此转向氢罐是下一个合理的挑战。得益于国家复合材料中心专家的洞见,以及我们在 Cygnet Texkimp 合作伙伴的专业知识,我们已经实现了一些人认为不可能的事情,并且已经进入测试阶段并寻找下一个挑战?!盋ygnet Texkimp的首席执行官Luke Vardy补充说:“这项合作和技术最令人兴奋的方面是,我们能够在工艺的每个阶段最大化纤维的价值和完整性?!薄罢庀罴际醪唤鲇星绷Ω谋涓春喜牧系腅OL结果,而且它还展示了我们如何在不影响纤维基本性能的情况下做到这一点。对纤维完整性的保留意义重大,因为它使我们能够以可靠和可持续的方式回收和重新利用碳纤维,同时创造出最高质量和一致性的最终产品?!?nbsp;来源:carbontech
2022-04-26
重大突破!超轻低温储氢罐有望使飞机航程提升4倍
据报道,一种革命性的低温氢气罐设计,有望从根本上提高氢动力飞机的续航里程。而且据有关研究数据,采用这种清洁燃料电池的客机可以比使用喷气燃料的同类飞机飞行距离远四倍。一直以来,重量都是所有航天机械的大敌。而氢在每单位重量上的卓越能量储存能力,使其成为航空领域中锂电池的一个极具吸引力的替代品。近期,田纳西州公司Gloyer-Taylor实验室(GTL)声称它已经建造并测试了几个低温罐,与目前最先进的航空低温罐(金属或复合材料)相比,重量降低了75%。GTL多年来一直致力于开发由石墨纤维复合材料和其他材料制成的超轻量级低温罐。该公司说,他们已经测试了密封性,甚至通过了几个低温热压循环,而且这些罐子的技术准备程度(TRL)为6+,其中TRL 6代表在操作环境中已经验证了原型水平的技术。当你处理像液态氢这样的燃料时,容器重量的减轻会产生巨大的差异,因为液态氢本身的重量很轻。对于一个典型的压缩气体氢气罐来说,燃料对满罐重量的贡献程度(质量分数)一般只有10-11%。GTL声称,长2.4米、直径1.2米的冷冻罐只有12公斤重。加上裙边和真空杜瓦壳,总重量为67公斤(148磅)。它可以容纳150公斤的氢气。这是一个将近70%的质量分数,这给低温冷却设备、泵和其他东西留下了大量的重量空间,同时保持整个系统的总质量分数超过50%。如果它能做到它所描述的那样,结果将是颠覆性的。在质量分数超过50%的情况下,它将使清洁飞机的飞行距离是使用喷气燃料同类飞机的四倍,同时按每乘客英里的成本计算,运营成本估计将减少50%,并完全消除碳排放。研究人员举例称,飞机制造公司De Havilland的加拿大Dash-8 Q300飞机使用喷气燃料载客50-56名乘客可以飞行约1558公里(968英里)。改成燃料电池动力系统和GTL复合油箱后,同样的飞机可以飞行4488公里(2789英里)。来源:财联社
2022-01-17
国内首台碳纤维复材轻量化氢能客车发布
央广网海盐1月17日消息,国内首台碳纤维复材轻量化氢能城市客车近日在浙江海盐正式发布。据介绍,该客车以“碳纤维复材”构建车身,以“氢”为动力,一次加氢24公斤,标准工况运行续航里程可达800公里,具有零排放、噪音小、寿命长等优点,完全满足各级公交公司使用要求,在全国氢燃料电池客车界处于领先地位??统捣⒉枷殖【菹?,该客车由浙江清华长三角军民协同创新研究院组织开发,在开发之初就瞄准整车轻量化方向,通过碳纤维复材车身的正向设计和其他系统优化配置,实现了车辆实测10吨,比其他同型车辆减重超过2.5吨,大大节约百公里氢耗。同时,采用整车地铁化车厢布置设计理念,实现乘客一步登乘,无障碍快速通行整车全平地板,乘车效率至少提升50%,显著提高车内乘客安全性,同等座位数站立面积提升60%以上,乘驾体验更佳。同时,除了氢能的动力,该车车厢采用的碳纤维复合材料技术,具有“更节能、更经济、更安全、更舒适、长寿命、不腐蚀”六大优势,比金属材料整车强度提高约10%,重量减轻约30%。2021年12月16日,20辆碳纤维复材新能源客车成功交付嘉兴海盐鸿远公交公司,这也是继2021年8月全国首批18辆“红船号”碳纤维复材新能源客车在嘉兴公交投入运营后,第二批交付的碳纤维复材轻量化新能源客车。据悉,这两批客车均采用纯电动驱动。首批客车现已在嘉兴市内游8线路运营,取得明显的节能效果。来源:央广网
2022-01-11
英国国家复合材料中心展示未来太空储能罐技术
【据复合材料世界网站2021年12月22日报道】英国国家复合材料中心(NCC)与法国航空航天制造商泰雷兹阿莱尼亚太空公司(Thales Alenia Space)联合在“太空储存罐”(SpaceTank)项目下制造了一种全复合材料无衬垫(俗称“V型”)储存罐演示验证件。该部件将作为运载火箭和卫星推进剂储存罐的基本型产品,与目前使用的传统金属推进剂储存罐相比,重量预计可减轻30%。NCC表示,该演示验证件展示了如何利用先进复合材料技术来减轻燃料储存罐结构重量并降低卫星发射成本,体现了复合材料将在未来空间推进工程结构发挥的重要作用?!疤沾⒋婀蕖毕钅课谝荒?,总体目标是基于英国本土的研发能力,获得制造和检测低温压力容器所需的技术,将开发一种全新制造解决方案,获得低温推进剂储存罐。航天行业对于复合材料在太空中发挥的关键作用形成了共识,一些公司已经开始探索复合材料在太空储存罐设计中的应用。例如,美国Virgin轨道公司和新西兰火箭实验室公司(RocketLab)都分别研发并展示了复合材料燃料储存罐作为发射器一号(Launcher One)火箭和“电子”(Electron)火箭中金属燃料储存罐的替代品。在澳大利亚,Omni Tanker公司与合作伙伴正在寻求开发复合材料无衬垫液氢储存罐并计划将其商业化。而在欧洲,德国MT航宇公司也已经研发材料和制造方法,并正在接受新型火箭燃料储存罐的性能测试。NCC的“太空储存罐”项目则有望将英国提升为该领域的主要参与者。 NCC开发的“太空储存罐”演示验证产品长750毫米,直径为450毫米,流体存储容量超过96升,壁厚为4.0-5.5毫米,这种设计使其能够承受85巴加压推进剂带来的压力。NCC透露,“太空储存罐”碳纤维复合材料主体结构由总重量达到8千克,存在进一步优化减重的可能,其压力等级可以通过使用更高强度的碳纤维和增加复合材料的厚度来实现。同时可以使用更薄,刚度更低的碳纤维复合材料制造,以应对一些中低端应用场景。在“太空储存罐”项目期间,NCC团队开发了一种创新方法,将金属流体阀端口的制造也纳入到可冲洗消除的内芯模具中,从而不需任何二次组装或粘接等其他步骤。这些流体阀端口固定在新型模具中,使它们能够在制造过程的后期直接连结到碳纤维上?!疤沾⒋婀蕖钡闹魈褰峁故褂妹拦鶶HD复合材料公司提供的MTC510环氧树脂碳纤维预浸料,带材宽度为300毫米。MTC510是一种环氧树脂系列产品,在80℃到120℃之间固化,并且经过专门的增韧设计以提高其损伤容限?!疤沾⒋婀蕖庇捎⒐鶥indatex公司负责制造过程,该公司还对纤维带进行了窄幅精密切割,并以6.35毫米的规格形成了长达22000米返回料,按照NCC的要求,这些返回料要在法国科里奥利公司提供自动纤维铺放(AFP)制造系统中应用。使用科里奥利AFP系统的长纤维缠绕工艺将裁剪后的窄纤维带沉积到可冲洗消除的模具上。NCC工程师使用比利时Material’s Cadwind公司的纤维缠绕软件设计了螺旋缠绕和环箍缠绕工艺组合,用于沉积超过24层的材料,达到标称5.5毫米的厚度。在这里使用的纤维缠绕厚度、方向以及角度仅针对演示验证件。NCC后续可以增加或减少复合材料壁厚并改变纤维缠绕角度和层板结构,以按照不同的压力或负载要求充分优化“太空储存罐”结构。在材料完成沉积后,研究人员立即检查了NCC“太空储存罐”是否存在缺陷和厚度变化。随后将整体结构置于100℃下进行热压罐固化,并再次重新检查。固化后采用超声波C扫描和热成像无损检测技术,对不同的制造方法进行对比,以检查未来储罐是否存在分层和孔隙等缺陷。最后,在完成无损检测质量评估后,用加压冷水冲洗并消除内部模具,使内槽形成空腔。NCC表示,经过验证,无内衬“太空储存罐”的模具技术难度巨大,因此他们与英国AeroConsultants公司合作开发了一款使用该公司Aqua水溶性芯材的铸造工艺制成的内部模具。模具具有内部阳模,标称壁厚为30毫米,它被分为两部分浇铸而成,然后进行粘合。该模具内部拥有三个可清洗加强环,这些加强环的设计和制造有助于承受复合材料自动铺层过程中产生的扭转载荷和纤维固化过程中产生的压力。NCC的这一演示验证件为英国未来的太空推进剂储存罐研发提供了充分的研究基础,并有助于支持英国先进复合材料储存罐制造技术、部件和设备供应链。另据相关报告,该领域未来的研究活动还将支持英国在全球太空市场份额增加5%。一份来自英国政府发布于2021年5月的工作报告显示,英国太空行业相关收入从2016-2017年的148亿英镑增长到2018-2019年的164亿英镑。英国航天局的总结报告强调,过去两年(2019-2021年),英国航天部门创造了3000多个工作岗位。来源:航空工业信息网
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