
上海東華復(fù)材科技有限公司(以下簡稱“東華復(fù)材”)朱姝團(tuán)隊(duì)推出航空級熱塑性復(fù)合材料拳頭產(chǎn)品——全國產(chǎn)化連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚(CF/PPS)與碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)板材。朱姝團(tuán)隊(duì)來自東華大學(xué),是東華復(fù)材的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)從2012年起攻堅熱塑性復(fù)合材料,甘于“十年磨一劍”,持續(xù)展開卡脖子創(chuàng)新攻關(guān),致力于熱塑性復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。團(tuán)隊(duì)通過碳纖維與樹脂基體的界面設(shè)計與成型工藝迭代優(yōu)化,目前復(fù)合材料已成功突破航空級性能標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化CF/PPS和CF/PEEK板材的生產(chǎn),正是該項(xiàng)里程碑式成果有效解決“卡脖子”問題、賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)化。
攻關(guān)10+年:CF/PPS、CF/PEEK
2009年,在歐美,PPS、PEEK等熱塑性復(fù)合材料開始在航空部件中應(yīng)用,給大飛機(jī)輕量化帶來里程碑的革命。熱塑性復(fù)合材料迅猛發(fā)展,國外產(chǎn)業(yè)界紛紛牽頭成立各大研發(fā)計劃,比如,由歐洲空客公司、福克技術(shù)公司和Tencate復(fù)材公司牽頭成立的TAPAS和TAPAS 2 計劃,由歐洲空客公司和德國宇航中心等牽頭成立的Clean sky和Clean sky ll計劃,逐步實(shí)現(xiàn)熱塑性復(fù)合材料在民機(jī)上次承力件到主承力件的應(yīng)用。
先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料量產(chǎn)彼時在國內(nèi)尚屬空白領(lǐng)域。在此背景下,朱姝義無反顧將“連續(xù)纖維增強(qiáng)航空熱塑性復(fù)合材料及其零部件的全流程制備”?作為研究方向。此后10余年,朱姝團(tuán)隊(duì)以模壓成型板材作為出發(fā)點(diǎn),不斷創(chuàng)新工藝,相繼實(shí)現(xiàn)了耐高溫上漿劑的制備,實(shí)現(xiàn)了航空級CF/PPS和CF/PEEK板材的制備。
目前,朱姝團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成原材料和設(shè)備全面國產(chǎn)化的CF/PPS、CF/PEEK、CF/PA6、CF/PC、GF/PP和GF/PA6等熱塑性復(fù)合材料板材的自主研發(fā)。第三方權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)認(rèn)證表明,板材綜合性能與國際先進(jìn)產(chǎn)品持平。在研發(fā)過程中,團(tuán)隊(duì)也在積極探索先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料在醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。其中,全國產(chǎn)化CF/PPS板材是東華復(fù)材的核心產(chǎn)品之一,目標(biāo)是用在高端汽車、無人機(jī)和未來的國產(chǎn)C919大飛機(jī)上。
優(yōu)勢&特性 該款全國產(chǎn)化CF/PPS板材重量約為鋼鐵的六分之一,具有出色的耐化學(xué)性和耐溶劑性,且具有高強(qiáng)、高韌、低孔隙率等特點(diǎn)。經(jīng)第三方檢測機(jī)構(gòu)測試驗(yàn)證,產(chǎn)品性能可以媲美國際龍頭企業(yè)東麗旗下Toray的同類產(chǎn)品。 東華復(fù)材全國產(chǎn)化連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚板材與東麗旗下Toray同類產(chǎn)品性能對比 與常用的熱固性復(fù)合材料相比,CF/PPS板材作為熱塑性復(fù)合材料,具有二次成型的優(yōu)勢,因此,在坯料充足的情況下,可以通過沖壓成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)零部件的快速制造,從而大幅縮短零部件的生產(chǎn)周期,輕松順應(yīng)下游零部件及整機(jī)生產(chǎn)的流水線節(jié)奏。目前,東華復(fù)材已具備成熟的沖壓成型技術(shù),能夠運(yùn)用公司推出的全國產(chǎn)化CF/PPS板材,通過采用點(diǎn)陣張力控制技術(shù),在60秒內(nèi)制造出雙彎折的C型增強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)、L型角片、J型平尾前緣等,這是當(dāng)前熱固性復(fù)合材料難以企及的“生產(chǎn)速度天花板”。
應(yīng)用&突圍 鑒于其比模量、比強(qiáng)度等優(yōu)勢特性,連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料在運(yùn)載領(lǐng)域輕量化中具有顯著優(yōu)勢,并且已經(jīng)成為航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料之一。不僅空客(Airbus)、波音(Boeing)等世界知名飛機(jī)制造商生產(chǎn)的飛機(jī),很多部件都使用了該材料,而且還廣泛應(yīng)用于BGM-109“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈、F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)、F-35“閃電II”戰(zhàn)斗機(jī)等一系列先進(jìn)軍用裝備,優(yōu)異的力學(xué)性能得到了充分驗(yàn)證。
它廣泛適用于飛機(jī)機(jī)翼前緣,飛機(jī)座椅,機(jī)身連接件,龍骨梁,支架,起落架,艙門,垂直尾翼和方向舵組件等零部件,能夠提高這些零部件的抗沖擊、耐高溫和耐腐蝕性能,并且通過減輕質(zhì)量達(dá)到降低飛機(jī)燃油消耗的目的。東華復(fù)材推出的全國產(chǎn)化CF/PPS板材,同樣可以廣泛適用于航空航天、高端汽車、無人機(jī)等領(lǐng)域,為降低油耗、節(jié)能減排,滿足航空航天輕量化發(fā)展需求提供可靠的解決方案。
【end】 關(guān)注我們,獲取行業(yè)最新動態(tài) ? 作者:任毅 司南 美編:紀(jì)沛彤
原文始發(fā)于微信公眾號(東華經(jīng)緯先進(jìn)技術(shù)研究院):產(chǎn)業(yè)鏈突圍!東華復(fù)材推出新一代全國產(chǎn)化連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料,賦能航空航天與高端汽車