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碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制備──針對(duì)輕量化設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新

2017-07-19 13:42:40 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：材料科技在線分享至：

碳纖維復(fù)合材料給了工程師幾近無(wú)限的設(shè)計(jì)瞎想，其作為一類(lèi)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法，特別針對(duì)研發(fā)輕量級(jí)產(chǎn)品有著重大的意義。然而，各類(lèi)復(fù)合材料的性能迄今仍不能與碳纖維復(fù)合材料的高承載性能相當(dāng)。當(dāng)負(fù)載優(yōu)先沿纖維方向作用時(shí)，CFRP（碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）發(fā)揮主要優(yōu)勢(shì)。

CIKONI（德國(guó)斯圖加特）復(fù)合材料公司首先通過(guò)組合和全自動(dòng)化的制造方法設(shè)計(jì)了碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，其中連續(xù)碳纖維增強(qiáng)材料纖維方向與負(fù)載路徑一致，并以碳纖維作為基底結(jié)構(gòu)，用于支撐壓縮載荷。

目前來(lái)看，采用傳統(tǒng)的增材制造大型構(gòu)件，會(huì)產(chǎn)生更高的生產(chǎn)成本以及更長(zhǎng)的生產(chǎn)時(shí)間。也就是說(shuō)，在典型的復(fù)合材料生產(chǎn)中，模具成本，低效率的材料利用和材料浪費(fèi)都會(huì)引發(fā)整體成本的提高。碳纖維增強(qiáng)材料通過(guò)‘目標(biāo)雜交’來(lái)消除這兩種技術(shù)的局限性：不但減少了3D打印部件產(chǎn)生的材料體積浪費(fèi)，并且在加工制造過(guò)程，機(jī)器人3D繞組技術(shù)不再需要單獨(dú)的工具處理。因此，對(duì)成本方面有著積極的影響。

該方法對(duì)在輕量化設(shè)計(jì)要求與不同組件變異性相結(jié)合的情況下，顯得特別有意義。碳纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了更高的生產(chǎn)效率，用于制造個(gè)別假肢和超輕型飛機(jī)結(jié)構(gòu)。為了確保該技術(shù)也可以應(yīng)用于成本敏感的領(lǐng)域，CIKONI工程師還開(kāi)發(fā)了一種具有混合注塑和金屬組件的模塊化系統(tǒng)，可以模塊化地快速制備更大的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。該方法從整體上體現(xiàn)了，許多客戶(hù)對(duì)輕量設(shè)計(jì)的看法的重新思考。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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