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连续纤维增强热塑性复合材料缠绕制品发展历史

作者:admin 发布时间:2022-05-17 11:54:48 次浏览

复合材料缠绕成型制品最早可以追溯到1945年应用于原子弹工程的玻璃钢环,为了提高生产效率,美国Kellog公司于1947年,成功研制了第一台机械联动式纤维缠绕机并成功绕制了火箭发动机壳体。20世纪60年代,为提高导弹的射程并降低成本,美国成功研制了玻璃纤维缠绕的发动机壳体并应用于北极星系列导弹上,直接导致该系列导弹射程大幅度提高,从而莫定了纤维缠绕在制造火箭及导弹等尖端军用产品的重要地位。到70年

复合材料缠绕成型制品最早可以追溯到1945年应用于原子弹工程的玻璃钢环,为了提高生产效率,美国Kellog公司于1947年,成功研制了第一台机械联动式纤维缠绕机并成功绕制了火箭发动机壳体。20世纪60年代,为提高导弹的射程并降低成本,美国成功研制了玻璃纤维缠绕的发动机壳体并应用于北极星系列导弹上,直接导致该系列导弹射程大幅度提高,从而莫定了纤维缠绕在制造火箭及导弹等尖端军用产品的重要地位。到70年代,随着第一台微处理器控制的高精度纤维缠绕机开发,复合材料缠绕机的功能及工艺水平均有所提高,并实现了较复杂轮廓零件的缠绕。伴随计算机技术的发展,现代纤维缠绕机功能更完善,设备灵活性大幅提升,自动化程度越来越高,极大,地提高了复杂构件的缠绕水平

目前飞机用复合材料主要是热固性树脂基复合材料,其缺点是加工成本较高、环保性差且废弃物难以回收处理等,从而极大制约了热固性材料在飞机中的应用"。因此,探索热塑性复合材料在民机中的应用显得尤为重要。

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连续纤维增强热塑性复合材料因具有优异的力学性能、较低的密度以及良好的导电、导热性能,因而在赛车、航空航天、能源、运输以及体育器械等领域被广泛应用。

在汽车领域,汽车轻量化是实现汽车工业可持续发展的重要途径。从国际汽车用材料的发展来看,车用轻量化材料主要有三类:高强度钢、轻质合金(主要是铝、镁、钛等合金)和先进复合材料。CFRTP密度只有钢的1/5,铝的1/2,既可以部分替代价格昂贵的工程塑料和CFRP材料制品,也可以部分替代轻质金属材料(如铝、镁合金),轻量化效果最为显著。2017年日本名古屋大学国立复合材料研究中心(National Composite Center,NCC),采用“全自动长纤维增强热塑性复合材料直接在线成型工艺

”,成功研发了世界上第一个CCFRTP复合材料汽车底盘,且实现了短时间成型。2019年帝人株式会社宣布,其生产的CFRTP复合材料已被通用汽车公司(GM)选中,将用于生产皮卡车车箱。这是全球首次将CFRTP复合材料大批量用于生产车辆的结构件中。

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