重大突破丨云路復(fù)材三維編織系列裝備項目通過科技成果鑒定

(與會領(lǐng)導(dǎo)、專家合影)

作為高新技術(shù)企業(yè),最真摯的愛國誓言唯有不斷的科技創(chuàng)新。

當(dāng)人們?yōu)楸本┒瑠W火炬“飛揚”宛如絲帶舞動的飄逸造型而歡欣鼓舞,為我們中國人自己造的大飛機展翅翱翔而倍感自豪之時,少有人知道在這些成就的背后,有著怎樣的“大國重器”。

“復(fù)材行業(yè)皇冠上的明珠”——三維編織裝備

(專家現(xiàn)場考察三維編織機)

2023年1月12日,受中國紡織工業(yè)聯(lián)合會委托,中國紡織機械協(xié)會在江蘇省鹽城市組織召開了由東華大學(xué)與江蘇高倍智能裝備有限公司共同研發(fā)的“復(fù)材預(yù)成型體內(nèi)環(huán)軌道三維編織系列成套裝備及技術(shù)”項目科技成果鑒定會。

三維編織自動化系列裝備是復(fù)材成型技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù),被譽為“復(fù)材行業(yè)皇冠上的明珠”,是尖端國防、航空航天領(lǐng)域的剛需。三維編織的復(fù)材結(jié)構(gòu)件在航空航天、國防軍事、海洋工程、重要民用等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。由于涉及國家戰(zhàn)略,三維編織及其裝備技術(shù)被西方國家嚴密封鎖,國內(nèi)企業(yè)進口不到先進的三維編織裝備。因此,本項目開發(fā)的三維編織裝備將成為最佳首選。

(項目團隊向?qū)＜医榻B三維編織裝備)

東華大學(xué)團隊以科技創(chuàng)新和解決國家急需為己任,圍繞高端織造裝備中的短板問題,開展基礎(chǔ)理論研究,突破關(guān)鍵核心技術(shù),推動產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,已有十幾年技術(shù)積淀。

東華大學(xué)與云路復(fù)合材料(上海)有限公司成員企業(yè)江蘇高倍自2020年開始“復(fù)材預(yù)成型體內(nèi)環(huán)軌道三維編織系列成套裝備及技術(shù)”研究,研制出內(nèi)環(huán)系列和滿錠子系列三維編織機并已實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。其產(chǎn)品已用于航空、航天、軌交、能源、基建、國防等國家重大戰(zhàn)略領(lǐng)域,并圓滿完成了2022年冬奧會和冬殘奧會火炬碳纖維復(fù)合材料外殼的量產(chǎn)任務(wù)。

本項目自2020年底以來已在用戶企業(yè)使用2年,證明裝備性能滿足設(shè)計要求,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量良好。經(jīng)國家紡織機械質(zhì)量檢驗檢測中心檢測,質(zhì)量符合要求。在此期間積累的大量試驗和使用數(shù)據(jù),表明該技術(shù)已成熟,具備產(chǎn)業(yè)化推廣的條件。為此,中國紡織機械協(xié)會主辦了此次鑒定會。

創(chuàng)新點有哪些?

(鑒定委員會成員)

鑒定委員會在位于淮安的設(shè)備驗收會場進行了現(xiàn)場考察測試。鑒定會在鹽城市召開,中國紡織機械協(xié)會會長顧平、副會長侯曦、高級顧問祝憲民以及總工程師李雪清出席會議,鑒定委員會由上海大學(xué)孫晉良院士、西安交通大學(xué)盧秉恒院士、太平洋機電(集團)有限公司陳興強教授級高工、中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會孟弋潔教授級高工、中航工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責(zé)任公司洪建勝教授級高工、中國復(fù)合材料集團有限公司張定金教授級高工、武漢紡織大學(xué)梅順齊教授、國家紡織機械質(zhì)量檢驗檢測中心主任李瑞芬教授級高工、中車青島四方機車車輛股份有限公司陳燕榮教授級高工、中國商用飛機有限責(zé)任公司劉衛(wèi)平教授級高工、上海交通大學(xué)趙言正教授組成。

鑒定委員會專家聽取了東華大學(xué)項目團隊作的報告,審查了相關(guān)資料,考察了生產(chǎn)現(xiàn)場,復(fù)核了主要技術(shù)指標,經(jīng)質(zhì)詢討論,形成鑒定意見如下:本項目整體技術(shù)達到國際先進水平,鑒定委員會一致同意該項目通過鑒定,并建議加快在行業(yè)推廣應(yīng)用。

本項目裝備內(nèi)環(huán)柱面軌道三維編織機、內(nèi)環(huán)球面軌道三維編織機、滿錠子變軌交聯(lián)三維編織機和滿錠子連續(xù)交聯(lián)三維編織機均為國內(nèi)首創(chuàng),后3類還為國際首創(chuàng)。在高精度、大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件編織方面具有優(yōu)勢,達到或優(yōu)于國際先進水平,并且取得如下創(chuàng)新性成果:

(1)創(chuàng)新開發(fā)了內(nèi)環(huán)球面軌道、滿錠子變軌交聯(lián)和連續(xù)交聯(lián)三維編織機原理,在國內(nèi)首次研制出基于該原理的內(nèi)環(huán)軌道三維編織系列成套裝備,實現(xiàn)了復(fù)材預(yù)成型體高精度編織、大尺寸復(fù)材結(jié)構(gòu)件三維編織、大曲率異形結(jié)構(gòu)件自動化編織;

(2)提出了三維編織過程中纖維束力學(xué)模型的建立方法,獲得了內(nèi)部激勵和外部擾動下齒輪副的動力學(xué)特性、錠子座與撥盤的軸向間隙模型和接觸力模型、變軌纖維束最小張力和錠子最小儲紗量,為有效控制纖維束受力狀態(tài)提供了理論依據(jù);

(3)提出了負載均衡、交叉耦合解耦控制策略和機器人牽引速度連續(xù)平滑調(diào)控、大曲率異形結(jié)構(gòu)件偏心編織方法,研制了三維編織在線仿真及數(shù)字化控制系統(tǒng),提高了編織過程的穩(wěn)定性、精確性和一致性。

打破西方封鎖,滿足國家戰(zhàn)略需求,社會意義重大

(專家現(xiàn)場考察三維編織機)

除了可以帶來可觀的直接經(jīng)濟效益,本項目具有重要的社會意義:

打破了發(fā)達國家對復(fù)材預(yù)成型體三維編織裝備技術(shù)的封鎖,展示中國自主研制高端裝備的能力;滿足國家尖端國防和重要民生領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芾w維復(fù)合材料的戰(zhàn)略需求;有助于建設(shè)高性能纖維復(fù)材預(yù)成型體編織裝備與產(chǎn)品示范工廠,在行業(yè)推廣應(yīng)用;高性能纖維復(fù)合材料使應(yīng)用對象輕量化,從而達到節(jié)能、降耗、降噪的效果;有利于培養(yǎng)碩士、博士研究生和企業(yè)技術(shù)人員,形成高水平研發(fā)團隊和持久創(chuàng)新能力。

科技興則民族興,科技強則國家強。云路復(fù)合材料(上海)有限公司在復(fù)材領(lǐng)域的重大技術(shù)裝備創(chuàng)新,實現(xiàn)了裝備高端化、智能化,為國家解決關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問題,在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。未來,云路復(fù)合材料(上海)有限公司將堅持“專精特新”發(fā)展之路,不斷用技術(shù)進步推動產(chǎn)品向更高性能發(fā)展!

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