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INDUSTRY INFORMATION
2024-01-12
2023年度中國復(fù)合材料行業(yè)十大新聞揭曉
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(jī)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(jìn)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(biāo)志著中國在制造大型船舶方面使用先進(jìn)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(qiáng)度和耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),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(kuò)大高性能纖維材料需求征集11月17日,中國商用飛機(jī)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(jī)產(chǎn)業(yè)對高性能纖維材料需求征集令”,標(biāo)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(jìn)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(qiáng)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(kuò)大了細(xì)分領(lǐng)域先進(jìn)材料在大飛機(jī)上的應(yīng)用潛力,而專精特新企業(yè)的參與將進(jìn)一步提升航空材料的先進(jìn)水平。2023年,隨著C919客機(jī)產(chǎn)業(yè)體系的完備,國產(chǎn)化比率已達(dá)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(yùn)營商,截至2023年底,已執(zhí)行655個商業(yè)航班,運(yùn)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(jī)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(diǎn)。這不僅標(biāo)志著C919從試運(yùn)行階段向規(guī)模化運(yùn)營的轉(zhuǎn)變,也充分展示了中國航空技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。隨著越來越多創(chuàng)新合作的推進(jìn),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(qiáng)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(jìn)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(hù)、以塑代鋼的錨桿中,復(fù)合材料展現(xiàn)出其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕和設(shè)計靈活性的獨(dú)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(tuán)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(qiáng)紗被用于長征二號F遙十六運(yùn)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(yùn)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(biāo)志著中國在航天復(fù)合材料領(lǐng)域的重大進(jìn)步。航天領(lǐng)域的先進(jìn)復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)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(jìn)步,復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用將得到進(jìn)一步拓展,航天器的安全性和承載效率將進(jìn)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(yùn)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(yùn)輸?shù)暮诵囊兀瑸楹Q蠊こ毯秃竭\(yùn)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(hù)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(tuán)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(jī)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(biāo)志著項目取得了階段性成果。在近20年里,我國風(fēng)電裝機(jī)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(xiàn),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(dá)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(qiáng)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(qiáng)召開了玻璃鋼行業(yè)清潔生產(chǎn)審核試點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jì)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(biāo)。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(dá)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(jìn)步,增強(qiáng)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(jìn)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(diǎn)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(yùn)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(jì)工作會議強(qiáng)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)模化應(yīng)用起步較晚,需要加大有針對性的政策扶持,擴(kuò)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(jì)元。此管道起始于內(nèi)蒙古烏蘭察布市,終點(diǎn)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(qiáng)了西部地區(qū)綠氫的利用潛力,也代表著一種更為經(jīng)濟(jì)、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(qiáng)、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(dá)到20%,市場規(guī)模擴(kuò)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(diǎn)。來源:復(fù)材工業(yè)協(xié)會
2023-05-26
我國風(fēng)電光伏發(fā)電總裝機(jī)突破8億千瓦
截至今年4月底,我國風(fēng)電裝機(jī)3.8億千瓦,光伏發(fā)電裝機(jī)4.4億千瓦,風(fēng)電光伏發(fā)電總裝機(jī)突破8億千瓦,達(dá)到8.2億千瓦,占全國發(fā)電裝機(jī)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(jī)6251萬千瓦,占全國新增裝機(jī)的74%,同比增長11.5個百分點(diǎn)。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(jī)的16.8%和57.2%。今年1—4月,全國風(fēng)電光伏發(fā)電量達(dá)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(diǎn)。 來源:國家能源局
2023-05-23
GFR-PU復(fù)合材料:可批量生產(chǎn)的美觀輕量化部件 適用于汽車結(jié)構(gòu)件
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(qiáng)。Cannon Afros的Interwet LFI技術(shù)是為了生產(chǎn)用玻璃纖維粗紗增強(qiáng)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(jìn)行徹底潤濕。真空將玻璃纖維粗紗吸入一個切碎機(jī)中,該切碎機(jī)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(zhǔn)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(rèn)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(biāo),即使用其獨(dú)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(qiáng)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(zhǔn)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(jī)器和混合頭、模具和壓力機(jī)以及機(jī)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
2023-04-25
維斯塔斯攻克葉片回收
一直以來,風(fēng)機(jī)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(jī)組運(yùn)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(rèn)為,為了在風(fēng)機(jī)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(jī)巨頭紛紛投入力量進(jìn)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(jī)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(jī)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(fèi)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(yùn)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(jì))項目的研究結(jié)果,該項目于2021年啟動,由維斯塔斯?fàn)款^,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
2023-03-03
復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域首個由我國主導(dǎo)制定的國際標(biāo)準(zhǔn)頒布
近日,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO正式頒布了ISO 23930:2023 《纖維增強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)由清華大學(xué)土木工程系馮鵬教授提案并擔(dān)任項目負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)輸、化工環(huán)保、體育健康等行業(yè),具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),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(qiáng)度遠(yuǎn)低于板件強(qiáng)度。因此,現(xiàn)有基于局部取樣的材性測試結(jié)果很難準(zhǔn)確反映其整體截面的承載能力。針對此問題,馮鵬教授團(tuán)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(qiáng)復(fù)合材料拉擠型材》國家標(biāo)準(zhǔn),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(bǔ)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(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化管理委員會同意,清華大學(xué)向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/增強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)試驗方法予以立項?;谠鷮嵉难芯繑?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(biāo)準(zhǔn)ISO 23930《纖維增強(qiáng)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(jìn)行驗證,經(jīng)過多輪討論修改,歷時4年,完成了該標(biāo)準(zhǔn)的編制,于2023年2月正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)采納了中國國家標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)用纖維增強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)方法,對規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)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(diǎn)、維護(hù)我國企業(yè)利益提供了有力的技術(shù)支撐。這項標(biāo)準(zhǔn)也標(biāo)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
2022-12-22
江蘇一體化推進(jìn)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)改革
12月11日,江蘇省推進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改工作擴(kuò)面提質(zhì),不斷向縱深發(fā)展。今年,推進(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(rèn)定備案,取得第三方玻纖制品工職業(yè)技能等級認(rèn)定資質(zhì),近年來開展技能等級認(rèn)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(jìn)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(qiáng)在開班講話中強(qiáng)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(jìn)、向基層延伸。要認(rèn)真學(xué)習(xí)黨的二十大精神,在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中增強(qiáng)政治自覺。要大力加強(qiáng)職工思想政治引領(lǐng),在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中凝聚奮進(jìn)力量。要著力建設(shè)高技能人才隊伍,在推進(jìn)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(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)改中主動擔(dān)當(dāng)作為。要切實加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),在推進(jìn)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(jìn)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(xiàn)的產(chǎn)業(yè)工人隊伍,促進(jìn)江蘇玻璃纖維產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈補(bǔ)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(rèn)可的成績單。來源:金臺資訊
2022-07-26
風(fēng)電制造商維斯塔斯通過復(fù)合材料3D打印可生產(chǎn)超2千個零件
風(fēng)力渦輪機(jī)是龐大而昂貴的機(jī)器,必須以最小的停機(jī)時間可靠地運(yùn)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(jī)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(yùn)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(jī)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(jī)。維斯塔斯增材制造的其中一個部件是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造的復(fù)合頂部中心(TC)標(biāo)記工具,由風(fēng)力葉片裝配團(tuán)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(biāo)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(jìn)行制造,運(yùn)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(yùn)送到應(yīng)用地點(diǎn),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。現(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(jìn)行設(shè)計,然后使用Markforged的X7 熔融沉積建模(FDM)3D打印機(jī)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(jìn)行數(shù)字檢查和校準(zhǔn),并生成校準(zhǔn)報告,無需物理檢查和校準(zhǔn)步驟。改用碳纖維增強(qiáng)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(diǎn)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(jī)上快速搜索和制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件。借助數(shù)字化的存儲庫,維斯塔斯團(tuán)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(yùn)輸和貨運(yùn)成本,以及制造交貨時間。最重要的是,維斯塔斯團(tuán)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(jìn)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(jìn)維斯塔斯在23個制造地點(diǎn)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(hù),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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行制造。制造平臺中的Blacksmith和Eiger Fleet軟件對用戶、3D打印機(jī)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
2022-07-26
C919,好消息!
7月19日,在C919大型客機(jī)六架試飛機(jī)圓滿完成全部試飛任務(wù)之際,C919大型客機(jī)試飛現(xiàn)場聯(lián)合指揮部閻良戰(zhàn)區(qū)在陜西渭南機(jī)場召開總結(jié)大會。會議強(qiáng)調(diào),C919六架試飛機(jī)完成全部試飛任務(wù),標(biāo)志著C919取證工作正式進(jìn)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(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下C919大型客機(jī)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(jìn)行了交流發(fā)言。工信部、財政部、民航局、試飛院有關(guān)負(fù)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(jì)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(tuán)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(jī)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(jī),座級158-168座,航程4075-5555公里。C919大型客機(jī)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(jìn)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(zhǔn)書(TIA),全面進(jìn)入局方審定試飛階段。Source:中國商飛大飛機(jī)
2022-05-24
可持續(xù)儲氫瓶解決方案的顛覆性技術(shù):實現(xiàn)連續(xù)纖維回收!
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(jìn)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(jìn)行壓縮和存儲。這使得高強(qiáng)度、低重量的碳纖維成為首選材料,特別是用于汽車或飛機(jī)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(qiáng)度,以便循環(huán)利用,是發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。據(jù) NCC 稱,直到最近,飛機(jī)機(jī)翼和風(fēng)力渦輪機(jī)葉片等復(fù)合材料部件的回收工藝導(dǎo)致短纖維的機(jī)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(tuán)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(jìn)行可能的再加工。“這項技術(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(diǎn)。”NCC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)?;彤a(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(jìn)行纖維特性分析,團(tuán)隊的最終目標(biāo)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)。“實現(xiàn)連續(xù)纖維回收是我們實現(xiàn)完全可回收認(rèn)證儲罐目標(biāo)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(biāo),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?!拔覀冋幱谀軌蚍窒砝w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?!崩w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(jìn)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(jìn)復(fù)合材料壓力容器的設(shè)計,進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計和分析,以最大限度地減少浪費(fèi),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(rèn)證途徑,包括海上使用的管道。“在對 DEECOM 用于復(fù)合材料回收和循環(huán)進(jìn)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?!白罱捻椖吭谝幌盗袕?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(rèn)為不可能的事情,并且已經(jīng)進(jìn)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(bǔ)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(diǎn)。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?!?nbsp;來源:carbontech
2022-04-26
重大突破!超輕低溫儲氫罐有望使飛機(jī)航程提升4倍
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(jī)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(jī)可以比使用噴氣燃料的同類飛機(jī)飛行距離遠(yuǎn)四倍。一直以來,重量都是所有航天機(jī)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(jìn)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(zhǔn)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(xiàn)程度(質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?shù)超過50%的情況下,它將使清潔飛機(jī)的飛行距離是使用噴氣燃料同類飛機(jī)的四倍,同時按每乘客英里的成本計算,運(yùn)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(jī)制造公司De Havilland的加拿大Dash-8 Q300飛機(jī)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(jī)可以飛行4488公里(2789英里)。來源:財聯(lián)社
2022-01-17
國內(nèi)首臺碳纖維復(fù)材輕量化氫能客車發(fā)布
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(biāo)準(zhǔn)工況運(yùn)行續(xù)航里程可達(dá)800公里,具有零排放、噪音小、壽命長等優(yōu)點(diǎn),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(zhǔn)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(jì)、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(qiáng)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(yuǎn)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(yùn)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(yùn)營,取得明顯的節(jié)能效果。來源:央廣網(wǎng)
2022-01-11
英國國家復(fù)合材料中心展示未來太空儲能罐技術(shù)
【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(yùn)載火箭和衛(wèi)星推進(jìn)劑儲存罐的基本型產(chǎn)品,與目前使用的傳統(tǒng)金屬推進(jìn)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(jìn)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(jìn)工程結(jié)構(gòu)發(fā)揮的重要作用?!疤諆Υ婀蕖表椖繛槠谝荒辏傮w目標(biāo)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(jìn)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(jìn)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(dá)到8千克,存在進(jìn)一步優(yōu)化減重的可能,其壓力等級可以通過使用更高強(qiáng)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(tuán)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?!疤諆Υ婀蕖钡闹黧w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(fù)責(zé)制造過程,該公司還對纖維帶進(jìn)行了窄幅精密切割,并以6.35毫米的規(guī)格形成了長達(dá)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(dá)到標(biāo)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(biāo)稱壁厚為30毫米,它被分為兩部分澆鑄而成,然后進(jìn)行粘合。該模具內(nèi)部擁有三個可清洗加強(qiáng)環(huán),這些加強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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)