2020年9月2日,中國國際復材展CCE2020在上海世博展覽館隆重開幕。作為展會的重頭戲,創(chuàng)新產(chǎn)品評選活動受到了復合材料業(yè)內(nèi)人士的廣泛關注,經(jīng)過激烈角逐,共有9件展品從34家企業(yè)帶來的44件展品中脫穎而出。
獲獎單位如下(此排名不分先后):
1.產(chǎn)品名稱:SYT65超高強度碳纖維
參展單位:中復神鷹碳纖維有限責任公司
該產(chǎn)品是由中復神鷹自主研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超高強度碳纖維,拉伸強度6400MPa,拉伸模量294GPa。在已有干噴濕紡SYT55(T800級)碳纖維技術(shù)基礎上,重點進行纖維缺陷控制,改善蒸汽牽伸可牽伸性變差問題,解決了百噸級生產(chǎn)線放大過程中的系列技術(shù)難題,形成了400噸年產(chǎn)量規(guī)模,產(chǎn)品部分性能已達到或超過國外同類產(chǎn)品水平。
創(chuàng)新點:
?創(chuàng)新開發(fā)了高分子量、高特性粘度、高均一性聚合原液制備技術(shù);
?攻克了超高強度碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術(shù);
?研制了預氧化和碳化纖維結(jié)構(gòu)精細控制技術(shù)。
2.產(chǎn)品名稱:高性能環(huán)保纖塑復合材料
參展單位:華東理工大學華昌聚合物有限公司
合作單位:中國平煤神馬集團河南氯堿有限公司
纖塑復合材料(FPCs, Fiber Plastic Composites)系華東理工大學華昌聚合物有限公司吳馳飛教授團隊,在多年科技攻關和技術(shù)積累的基礎上,首創(chuàng)采用以廢舊紡織品為主要原料,經(jīng)自主開發(fā)的先進工藝,成功量產(chǎn)的一種全新的高性能復合材料。纖塑復合材料具有巨大的應用和推廣價值,其競爭力來源于:
?廢舊紡織品在日常生活和生產(chǎn)中隨處可見,實現(xiàn)全生命周期的環(huán)保,促進物質(zhì)資源的循環(huán)再利用;
?相比于木塑,纖塑在成分與微觀結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和使用性能等多個方面體現(xiàn)了更好的性價比優(yōu)勢;
?樣品江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院檢驗,達到國家標準。
本項目已經(jīng)形成知識產(chǎn)權(quán)(以發(fā)明專利為主)10項以上;預計在未來一年內(nèi)繼續(xù)申請5項以上專利。
3.產(chǎn)品名稱:一體化集成設計與快速成型碳纖維車身部件
參展單位:重慶長安汽車股份有限公司
合作單位:中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所、中航復合材料有限責任公司、江蘇亨睿碳纖維科技有限公司
本項目基于國家重點研發(fā)計劃“輕量化純電動轎車集成開發(fā)技術(shù)”,首次實現(xiàn)快速預浸料模壓、高壓RTM、熱塑性預浸料模壓三種典型快速成型工藝在同一款車型上的正向設計和集成應用。充分發(fā)揮復合材料一體化集成設計的優(yōu)勢,所搭載的整車在滿足新版C-NCAP碰撞五星的同時,實現(xiàn)極致輕量化。
三件展品分別為:一體化快速模壓碳纖維前地板、高壓RTM汽車A柱下內(nèi)板和熱塑性預浸料模壓頂蓋中橫梁。
創(chuàng)新點:
?首次實現(xiàn)快速預浸料模壓、高壓RTM、熱塑性預浸料模壓三種典型快速成型工藝在同一款車型上的正向設計和集成應用;
?國內(nèi)首個基于預浸料模壓工藝正向開發(fā)的碳纖維前地板,將原有11個鋼制件集成為1個零件,減重率達59.2%,快速預浸料模壓成型周期達8.6min/件;
?通過局部加強鋪層實現(xiàn)A柱下內(nèi)板零件性能最優(yōu),減重率達52%,采用高壓RTM工藝,成型周期達4.7min/件,處于國內(nèi)一流水平;
?頂蓋中橫梁采用熱塑性預浸料模壓工藝,成型周期7min/件,為碳纖維的回收開辟新思路。
本項目已申請國家專利5項,其中發(fā)明專利3項,實用新型專利2項。成功打造國內(nèi)首款“碳-鋁-鋼-鎂”多材料混合結(jié)構(gòu)車身,具有自主知識產(chǎn)權(quán)和批量應用潛力。
4.產(chǎn)品名稱:蔚來ES6碳纖維后地板總成
參展單位:廊坊市飛澤復合材料科技有限公司
合作單位:蔚來汽車NIO
該產(chǎn)品包括碳纖維復合材料座椅板總成、碳纖維復合材料橫梁總成和碳纖維復合材料地板總成3個分總成,其中4個碳纖維復合材料零件,均采用濕法模壓工藝制造。相對于鋁合金結(jié)構(gòu),減重>30%;極大提升整車抗扭剛度(44930N•m/deg)及NVH性能;滿足5星碰撞安全要求。
創(chuàng)新點:
?在車型開發(fā)階段即引入復合材料結(jié)構(gòu),全流程考慮量產(chǎn)的工藝可行性及成本,并持續(xù)技術(shù)降本及管理降本,具有相當?shù)男詢r比優(yōu)勢;
?全流程采用自動化生產(chǎn),生產(chǎn)節(jié)拍達到1.5min/件,確保了汽車量級應用,同時保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性;
?全面的結(jié)構(gòu)、鋪層、配方、模具、工裝、工藝優(yōu)化方案,系統(tǒng)解決了連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)過程中濕法模壓、機械加工、同質(zhì)及異質(zhì)膠接的質(zhì)量問題;
?建立系統(tǒng)的工藝過程質(zhì)量標準及檢測方法,吸收融合汽車行業(yè)及航空復材質(zhì)量控制手段,依托質(zhì)量追溯系統(tǒng),確保過程可控、質(zhì)量穩(wěn)定。
5.產(chǎn)品名稱:自動鋪絲整體成型的Φ4m復合材料后壓力框
參展單位:海鷹空天材料研究院(蘇州)有限責任公司
該產(chǎn)品是國內(nèi)首次采用自動鋪絲成型技術(shù)完成的Φ4m大尺寸等比例CR929后壓力框格柵加筋球皮復合材料結(jié)構(gòu)件,實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)設計方案、工裝方案、設計工藝匹配性、鋪絲路徑規(guī)劃、設備能力驗證、工藝實施方案等全流程技術(shù)驗證,為后續(xù)CR929寬體客機項目結(jié)構(gòu)復合材料自動鋪絲成型工藝的設計和研制奠定了堅實的技術(shù)基礎。
創(chuàng)新點:
?國內(nèi)首次采用陰模工裝鋪放并固化成型大尺寸球皮復合材料結(jié)構(gòu);
?國內(nèi)首次針對大曲率密集格柵結(jié)構(gòu),進行涉及凈尺寸鋪放的纖維自動鋪絲路徑規(guī)劃;
?針對復雜結(jié)構(gòu)復合材料的自動鋪絲工藝,國內(nèi)首次工程化應用結(jié)構(gòu)設計與成型工藝匹配協(xié)調(diào);
?國內(nèi)首次驗證自動鋪絲工藝在高頻次連續(xù)分絲束切斷、重送的工藝精確度和重復穩(wěn)定性;國內(nèi)首次驗證大尺寸、等比例、具備完整典型結(jié)構(gòu)特征的格柵加筋球皮結(jié)構(gòu)自動鋪絲工藝方案可行性。
該產(chǎn)品是針對復雜結(jié)構(gòu)復合材料自動鋪絲工藝工程化應用的首次結(jié)構(gòu)設計與成型工藝匹配協(xié)調(diào)驗證,證實了大尺寸復雜結(jié)構(gòu)復合材料壓力隔框結(jié)構(gòu)設計及成型工藝方案的可行性。
6.產(chǎn)品名稱:Sinoma85.6海上低成本全玻纖大葉片
參展單位:中材科技風電葉片股份有限公司
Sinoma85.6葉片適用于S類風區(qū)、6.45MW/8 MW系列海上風力發(fā)電機組,是完全自主設計開發(fā)的全玻纖海上葉片。Sinoma85.6葉片采用了全新的氣動外形及結(jié)構(gòu)設計,長度85.3m,風輪直徑175m,最大弦長4.88m;掃風面積23891m2,相當于3.4個標準化足球場,是目前國內(nèi)單機功率最大全玻璃纖維葉片。
創(chuàng)新點:
?設計:采用玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料體系,材料成本相對較低;采用蛋殼式單層蒙皮設計結(jié)構(gòu)型式,大大降低了葉片設計重量。
?性能:基于海上運行環(huán)境與海上維護成本高的特點,采用先進的防腐技術(shù)與避雷技術(shù)來提升葉片在惡劣環(huán)境下的適應性。
?工藝:首次采用環(huán)向鋪布的成型方式及自動化一體灌注工藝,解決了傳統(tǒng)軸向鋪布在大葉片的操作難度問題。
?認證:設計開發(fā)過程中同步進行結(jié)構(gòu)DAA認證,同時與DNV GL開展全球首個氣動DAA認證,充分評估葉片氣動性能。
該產(chǎn)品相關技術(shù),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。目前,該型號葉片已掛機。
7.產(chǎn)品名稱:HFFP復合材料橋枕
參展單位:鐵科騰躍科技有限公司
復合材料橋枕是采用高密度纖維增強發(fā)泡聚氨酯(HFFP)合成板材通過特制膠黏劑層積而成的一種復合材料軌枕。HFFP板材是以連續(xù)無堿玻璃纖維作為增強材料,以聚氨酯作為基體材料通過連續(xù)拉擠成型工藝制成。
HFFP復合材料橋枕專門針對我國鐵路270kN列車軸重開發(fā)研制,用以替代既有鐵路鋼梁上的木橋枕,不僅有利于減少養(yǎng)護維修工作量,降低頻繁更換木橋枕的成本,而且便于有效維持線路狀態(tài),保證行車安全。
創(chuàng)新點:
?強度高。HFFP板材彎曲強度≥200MPa,橋枕成品抗彎曲荷載≥1400kN。
?耐久性好。HFFP板材進行耐候性老化、鹽霧老化、濕熱老化后的彎曲強度、壓縮強度和剪切強度的保留率均在80%以上;在67.5kN~337.5kN的疲勞荷載反復作用200萬次后,橋枕無異常。預計使用壽命至少50年。
?對道釘把持能力強,能有效保持軌道幾何形態(tài)。
?不吸水、絕緣性和阻燃性好。
?加工性好,可修復。
該產(chǎn)品擁有自主知識產(chǎn)權(quán),已經(jīng)應用于膠新線K177橋和K286橋、隴海線K1562橋和K1734橋、朔黃線南運河特大橋、新兗線京杭運河223號橋、成昆線牛日河4號橋、內(nèi)六線K89定慧寺大橋、內(nèi)六線小河溝橋。
8.產(chǎn)品名稱:4000m深海智能浮標耐壓殼體
參展單位:哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司(2號館1925)
合作單位:上海交通大學
該產(chǎn)品是哈玻院受上海交通大學委托研制。主要作用是做為4000m深海智能浮標的主艙體使用,內(nèi)部裝載試驗儀器以及動力裝置。殼體要求能夠承受水深4000m的外部壓力不發(fā)生破壞,且具備一定的安全裕度。
耐壓殼體產(chǎn)品由兩端的金屬端蓋和中間的耐壓筒體組成,耐壓筒體部分由三節(jié)碳纖維筒體構(gòu)成。碳纖維筒體為碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料,提供耐壓殼體承壓所需剛度和強度;筒體兩端安裝金屬端環(huán),保證與其他部件的連接配合;外層整體涂覆彈性防水涂層,保證在工作條件下耐壓殼體的整體防水密封性能,并具備一定程度的耐剮蹭、耐磕碰能力。耐壓殼體直徑301mm,總長2625mm。
創(chuàng)新點:
?多組節(jié)串聯(lián)的復合材料耐壓殼體的結(jié)構(gòu)設計。
?復合材料殼體整體防水密封技術(shù)。
?筒節(jié)間密封功能在有限空間下的優(yōu)化。
該項目已授權(quán)國家發(fā)明專利1項,實用新型專利1項,發(fā)表論文1篇。目前,深海復合材料耐壓殼體技術(shù)已推廣到其他型號的承外壓筒體的設計工作中,應用于近十種深海探測設備上,部分項目已順利完成深海探測任務。
9.產(chǎn)品名稱:大型五軸增減材一體機(BGAM)
參展單位:上??狷棛C器人科技有限公司
大型五軸增減材一體機(BGAM)是酷鷹機器人自主研發(fā)的、集成增材制造與減材加工為一體的工業(yè)級大型龍門打印機,具有雙龍門結(jié)構(gòu),可以同時進行3D打印和五軸加工。
設備具有超大工作空間,專為大型及超大型工件打印加工而設計,同時配備專為粒料設計的具有革命性高流量擠出技術(shù)的3D打印頭,支持多種纖維增強熱塑性復合材料的打印制造。
創(chuàng)新點:
?設備采用雙龍門結(jié)構(gòu),集增材制造和減材加工為一體。
?具有超大工作空間,標準工作空間為6m*3m*2m,更大可達10m*6m*3m,是目前國內(nèi)同類設備可達到的最大尺寸。
?高速打印時龍門最快移動速度可達50m/min。
?專為粒料設計的高流量擠出3D打印頭,擠出速度最大可達50kg/h。支持多種纖維增強熱塑性復合材料的打印,加工溫度最高400℃。
?對于大型建筑景觀制造,可實現(xiàn)非線性復雜曲面造型。
大型五軸雙龍門增減材一體機(BGAM)擁有自主知識產(chǎn)權(quán),目前,已在復合材料模具、建筑景觀等領域獲得成熟應用。