“現在，我國已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種型號規格碳纖維復合材料。但把這些原材料制備成高端設備上使用的零部件，需要研發(fā)出更多面向復合材料零部件制造的自動(dòng)化、數字化、智能化成形裝備，如鋪放設備、三維編制設備，其中有一些技術(shù)依然是目前亟須突破的短板?！痹诮照匍_(kāi)的復合材料技術(shù)與裝備發(fā)展國際高端論壇暨智能成形制造技術(shù)與裝備國際會(huì )議上，中國工程院院士、南京航空航天大學(xué)校長(cháng)單忠德指出。

20世紀70年代起，我國開(kāi)始了復合材料相關(guān)研究，并在基礎研究和實(shí)際應用上取得了顯著(zhù)的進(jìn)步和成果。但諸如纖維復合材料自動(dòng)化編織裝備等依然存在“卡脖子”技術(shù)難題。

單忠德表示，“先進(jìn)復合材料制造技術(shù)與裝備是先進(jìn)制造的重要代表之一，一些大型碳纖維復合材料零部件的三維預制體還主要依靠人工和機械化、半自動(dòng)化制造，三維編制復合材料構件成形制造裝備在自動(dòng)化、數字化、智能化上有很大發(fā)展空間，在基礎理論方法、關(guān)鍵工藝技術(shù)和系統裝備方面還需要創(chuàng )新攻關(guān)?！?/span>

中國科學(xué)院院士閆楚良指出，自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為復合材料結構的主要制造工藝，其中包括自動(dòng)筋條鋪疊、自動(dòng)鋪帶、自動(dòng)鋪絲等，但我國復合材料結構制造技術(shù)相對落后。

“一代材料，一代工藝，一代裝備”是材料領(lǐng)域耳熟能詳的一句話(huà)。在復合材料應用廣泛的航空航天領(lǐng)域，更需要從復合材料零部件制造到裝備研制的系列突破。

閆楚良表示，目前民用飛機上ARJ21支線(xiàn)客機的復合材料為5%，C919的復合材料用量達到12.5%。與發(fā)達國家相比，我國碳纖維及其復合材料目前在航空航天領(lǐng)域的應用占比仍然偏小。

不僅如此，航空航天領(lǐng)域復合材料樹(shù)脂技術(shù)依然落后?！盁崴苄詷?shù)脂復合材料適合于自動(dòng)化生產(chǎn)，可以縮短生產(chǎn)周期并循環(huán)使用，國外已將高溫樹(shù)脂基復合材料用于飛機上的高溫部位，而國內基本沒(méi)有看到應用?！遍Z楚良說(shuō)。

此外，閆楚良還指出，國內復合材料廢料處理大多數采用粉碎再利用或直接焚燒的方式，大部分屬建材行業(yè)，航空航天領(lǐng)域沒(méi)有相應的回收技術(shù)，而美國波音公司建立了復合材料循環(huán)利用工廠(chǎng)，已經(jīng)開(kāi)始運營(yíng)。

在閆楚良看來(lái)，我國復合材料應用不僅在設計理念、方法和手段上存在差距，在應用規模與水平、材料基礎研究和配套、制造手段、工藝設備上也存在差距，但這種局面將隨著(zhù)我國飛機設計水平的不斷提升發(fā)生重大改變。

如何才能更好地實(shí)現復合材料技術(shù)與裝備的自主可控以及技術(shù)領(lǐng)先？單忠德表示，復合材料技術(shù)與裝備是國家重要的前沿研究領(lǐng)域，在航空航天、軌道交通、汽車(chē)等領(lǐng)域應用前景廣闊，市場(chǎng)需求量大。更好地實(shí)現先進(jìn)復合材料技術(shù)與裝備的自主可控，需要國家加大投入支持創(chuàng )新研發(fā)，匯聚高校、科研院所、企業(yè)等科研力量，構建創(chuàng )新聯(lián)合體和創(chuàng )新共同體，進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，從“點(diǎn)的突破”到“系統性攻關(guān)”，實(shí)現高性能、高質(zhì)量的高端成形制造裝備自主可控，未來(lái)走向引領(lǐng)性、更前沿的探索，進(jìn)一步提升國際競爭力。

“在深入研究復合材料技術(shù)體系的基礎上，要制定國家復合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，建立復合材料發(fā)展智庫，定期發(fā)布國內外先進(jìn)復合材料技術(shù)現狀與市場(chǎng)信息，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展護航。同時(shí)發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì )與學(xué)會(huì )的信息、專(zhuān)家、技術(shù)平臺等優(yōu)勢，加強先進(jìn)復合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)培訓與職業(yè)提升教育，保證產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員的活力，發(fā)揮國家科研體制的優(yōu)勢，加強產(chǎn)業(yè)聯(lián)合，促進(jìn)先進(jìn)復合材料技術(shù)的協(xié)同創(chuàng )新?！遍Z楚良建議道。

 來(lái)源：《中國科學(xué)報》