重大突破丨云路复材三维编织系列装备项目通过科技成果鉴定

(与会领导、专家合影)

作为高新技术企业,最真挚的爱国誓言唯有不断的科技创新。

当人们为北京冬奥火炬“飞扬”宛如丝带舞动的飘逸造型而欢欣鼓舞,为我们中国人自己造的大飞机展翅翱翔而倍感自豪之时,少有人知道在这些成就的背后,有着怎样的“大国重器”。

“复材行业皇冠上的明珠”——三维编织装备

(专家现场考察三维编织机)

2023年1月12日,受中国纺织工业联合会委托,中国纺织机械协会在江苏省盐城市组织召开了由东华大学与江苏高倍智能装备有限公司共同研发的“复材预成型体内环轨道三维编织系列成套装备及技术”项目科技成果鉴定会。

三维编织自动化系列装备是复材成型技术中的关键技术,被誉为“复材行业皇冠上的明珠”,是尖端国防、航空航天领域的刚需。三维编织的复材结构件在航空航天、国防军事、海洋工程、重要民用等领域都有广泛应用。由于涉及国家战略,三维编织及其装备技术被西方国家严密封锁,国内企业进口不到先进的三维编织装备。因此,本项目开发的三维编织装备将成为最佳首选。

(项目团队向专家介绍三维编织装备)

东华大学团队以科技创新和解决国家急需为己任,围绕高端织造装备中的短板问题,开展基础理论研究,突破关键核心技术,推动产业化应用,已有十几年技术积淀。

东华大学与云路复合材料(上海)有限公司成员企业江苏高倍自2020年开始“复材预成型体内环轨道三维编织系列成套装备及技术”研究,研制出内环系列和满锭子系列三维编织机并已实现规模化应用。其产品已用于航空、航天、轨交、能源、基建、国防等国家重大战略领域,并圆满完成了2022年冬奥会和冬残奥会火炬碳纤维复合材料外壳的量产任务。

本项目自2020年底以来已在用户企业使用2年,证明装备性能满足设计要求,生产的产品质量良好。经国家纺织机械质量检验检测中心检测,质量符合要求。在此期间积累的大量试验和使用数据,表明该技术已成熟,具备产业化推广的条件。为此,中国纺织机械协会主办了此次鉴定会。

创新点有哪些?

(鉴定委员会成员)

鉴定委员会在位于淮安的设备验收会场进行了现场考察测试。鉴定会在盐城市召开,中国纺织机械协会会长顾平、副会长侯曦、高级顾问祝宪民以及总工程师李雪清出席会议,鉴定委员会由上海大学孙晋良院士、西安交通大学卢秉恒院士、太平洋机电(集团)有限公司陈兴强教授级高工、中国复合材料工业协会孟弋洁教授级高工、中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司洪建胜教授级高工、中国复合材料集团有限公司张定金教授级高工、武汉纺织大学梅顺齐教授、国家纺织机械质量检验检测中心主任李瑞芬教授级高工、中车青岛四方机车车辆股份有限公司陈燕荣教授级高工、中国商用飞机有限责任公司刘卫平教授级高工、上海交通大学赵言正教授组成。

鉴定委员会专家听取了东华大学项目团队作的报告,审查了相关资料,考察了生产现场,复核了主要技术指标,经质询讨论,形成鉴定意见如下:本项目整体技术达到国际先进水平,鉴定委员会一致同意该项目通过鉴定,并建议加快在行业推广应用。

本项目装备内环柱面轨道三维编织机、内环球面轨道三维编织机、满锭子变轨交联三维编织机和满锭子连续交联三维编织机均为国内首创,后3类还为国际首创。在高精度、大尺寸、复杂结构件编织方面具有优势,达到或优于国际先进水平,并且取得如下创新性成果:

(1)创新开发了内环球面轨道、满锭子变轨交联和连续交联三维编织机原理,在国内首次研制出基于该原理的内环轨道三维编织系列成套装备,实现了复材预成型体高精度编织、大尺寸复材结构件三维编织、大曲率异形结构件自动化编织;

(2)提出了三维编织过程中纤维束力学模型的建立方法,获得了内部激励和外部扰动下齿轮副的动力学特性、锭子座与拨盘的轴向间隙模型和接触力模型、变轨纤维束最小张力和锭子最小储纱量,为有效控制纤维束受力状态提供了理论依据;

(3)提出了负载均衡、交叉耦合解耦控制策略和机器人牵引速度连续平滑调控、大曲率异形结构件偏心编织方法,研制了三维编织在线仿真及数字化控制系统,提高了编织过程的稳定性、精确性和一致性。

打破西方封锁,满足国家战略需求,社会意义重大

(专家现场考察三维编织机)

除了可以带来可观的直接经济效益,本项目具有重要的社会意义:

打破了发达国家对复材预成型体三维编织装备技术的封锁,展示中国自主研制高端装备的能力;满足国家尖端国防和重要民生领域对高性能纤维复合材料的战略需求;有助于建设高性能纤维复材预成型体编织装备与产品示范工厂,在行业推广应用;高性能纤维复合材料使应用对象轻量化,从而达到节能、降耗、降噪的效果;有利于培养硕士、博士研究生和企业技术人员,形成高水平研发团队和持久创新能力。

科技兴则民族兴,科技强则国家强。云路复合材料(上海)有限公司在复材领域的重大技术装备创新,实现了装备高端化、智能化,为国家解决关键技术“卡脖子”问题,在关键领域实现自主可控。未来,云路复合材料(上海)有限公司将坚持“专精特新”发展之路,不断用技术进步推动产品向更高性能发展!