項(xiàng)目名稱：多軸向經(jīng)編技術(shù)裝備及復(fù)合材料制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

項(xiàng)目完成單位：常州市宏發(fā)縱橫新材料科技股份有限公司、東華大學(xué)、鄭州大學(xué)、常州市新創(chuàng)智能科技有限公司、常州市第八紡織機(jī)械有限公司、北京航空航天大學(xué)

隨著國防軍工、航空航天、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車等行業(yè)的深入發(fā)展，對(duì)應(yīng)用材料體系提出了輕量化、低成本、高效率制備的市場(chǎng)需求，高性能纖維多軸向編織技術(shù)及復(fù)合材料是滿足這一要求的最佳解決途徑。目前，高性能纖維的多軸向經(jīng)編裝備關(guān)鍵技術(shù)及其復(fù)合材料高效率制備技術(shù)被德國、日本等發(fā)達(dá)國家壟斷，尤其是技術(shù)壁壘較高的碳纖維多軸向經(jīng)編裝備及技術(shù)、復(fù)合材料深加工技術(shù)嚴(yán)禁出口。國內(nèi)多軸向經(jīng)編材料制備及下游復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)、效率與國外差距明顯。因此開展多軸向經(jīng)編裝備關(guān)鍵技術(shù)及其復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研究極為關(guān)鍵。

　　該項(xiàng)目圍繞高性能纖維“多軸向織造-復(fù)材成型-加工應(yīng)用”的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)展開，掌握和攻克了多軸向經(jīng)編技術(shù)、織物及復(fù)合材料低成本、高效率的理論基礎(chǔ)及生產(chǎn)加工核心關(guān)鍵技術(shù)。主要技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新包括： (1)碳纖/玻纖高速多軸向經(jīng)編機(jī)核心技術(shù)和裝備。突破了碳纖維恒寬在線展纖、多經(jīng)軸單獨(dú)捆綁、機(jī)器人智能儲(chǔ)紗，開發(fā)了自由多角度鋪緯，實(shí)現(xiàn)了紗線鋪設(shè)精確度達(dá)到±0.5 °，突破了多軸向經(jīng)編機(jī)三十軸聯(lián)動(dòng)、整機(jī)智能控制等技術(shù)，建立了自學(xué)習(xí)光電緯紗狀態(tài)感知裝置與特征數(shù)據(jù)庫。(2)低成本全規(guī)格碳纖、玻纖及混編多軸向織物及編織技術(shù)。攻克了低克重加密分紗玻纖織物編織技術(shù)，低成本大絲束碳/ 碳、碳 /玻混雜層間全規(guī)格多軸向編織技術(shù)；發(fā)明了多角度鋪緯機(jī)構(gòu)，研發(fā)了碳纖和玻纖兩種材料的恒速張力閉環(huán)控制技術(shù)、自動(dòng)化混合鋪設(shè)技術(shù)、張力協(xié)同控制技術(shù)等。(3)碳纖維增強(qiáng)熱塑 / 熱固編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料快速成型技術(shù)。構(gòu)建了碳纖維增強(qiáng)編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料宏、細(xì)觀性能預(yù)測(cè)、以及結(jié)構(gòu)一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，研發(fā)了我國獨(dú)有的可回收熱塑性碳纖維熱壓模具和成型工藝，首次實(shí)現(xiàn)了我國碳纖維增強(qiáng)熱塑性編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料汽車結(jié)構(gòu)橫梁的集成制造，研發(fā)了熱固性樹脂基復(fù)合材料快速成型及自動(dòng)化單元裝備技術(shù)，突破了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。該項(xiàng)目屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及紡織科學(xué)、紡織機(jī)械、復(fù)合材料成型等跨學(xué)科領(lǐng)域，是高性能預(yù)制件至復(fù)合材料成型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵關(guān)鍵技術(shù)重大創(chuàng)新。

　　項(xiàng)目成果已獲得授權(quán)發(fā)明專利40項(xiàng)，實(shí)用新型專利60項(xiàng)；發(fā)表論文20余篇；制定國家標(biāo)準(zhǔn) 2項(xiàng)；建立了多軸向經(jīng)編材料生產(chǎn)線52條，復(fù)合材料生產(chǎn)線2條，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化；經(jīng)專家認(rèn)定，項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平；產(chǎn)品經(jīng)航空、風(fēng)電、汽車等領(lǐng)域典型應(yīng)用，獲得認(rèn)可。該項(xiàng)目整體技術(shù)自 2015年實(shí)施應(yīng)用以來，已累計(jì)新增產(chǎn)值達(dá)42億元，新增利潤(rùn)3.1億元，項(xiàng)目產(chǎn)品連續(xù) 2年國內(nèi)外市場(chǎng)占有率穩(wěn)居第一，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。項(xiàng)目打破了國外技術(shù)壟斷，滿足了航空航天、風(fēng)電葉片、汽車等國家重大需求，有力促進(jìn)了多軸向經(jīng)編技術(shù)及先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展。