2020年9月2日,中國國際復材展CCE2020在上海世博展覽館隆重開幕。作為展會的重頭戲,創新產品評選活動受到了復合材料業內人士的廣泛關注,經過激烈角逐,共有9件展品從34家企業帶來的44件展品中脫穎而出。



獲獎單位如下(此排名不分先后):
1.產品名稱:SYT65超高強度碳纖維
參展單位:中復神鷹碳纖維有限責任公司
該產品是由中復神鷹自主研發的具有自主知識產權的超高強度碳纖維,拉伸強度6400MPa,拉伸模量294GPa。在已有干噴濕紡SYT55(T800級)碳纖維技術基礎上,重點進行纖維缺陷控制,改善蒸汽牽伸可牽伸性變差問題,解決了百噸級生產線放大過程中的系列技術難題,形成了400噸年產量規模,產品部分性能已達到或超過國外同類產品水平。
創新點:
?創新開發了高分子量、高特性粘度、高均一性聚合原液制備技術;
?攻克了超高強度碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術;
?研制了預氧化和碳化纖維結構精細控制技術。

2.產品名稱:高性能環保纖塑復合材料
參展單位:華東理工大學華昌聚合物有限公司
合作單位:中國平煤神馬集團河南氯堿有限公司
纖塑復合材料(FPCs, Fiber Plastic Composites)系華東理工大學華昌聚合物有限公司吳馳飛教授團隊,在多年科技攻關和技術積累的基礎上,首創采用以廢舊紡織品為主要原料,經自主開發的先進工藝,成功量產的一種全新的高性能復合材料。纖塑復合材料具有巨大的應用和推廣價值,其競爭力來源于:
?廢舊紡織品在日常生活和生產中隨處可見,實現全生命周期的環保,促進物質資源的循環再利用;
?相比于木塑,纖塑在成分與微觀結構、生產工藝和使用性能等多個方面體現了更好的性價比優勢;
?樣品江蘇省產品質量監督檢驗研究院檢驗,達到國家標準。
本項目已經形成知識產權(以發明專利為主)10項以上;預計在未來一年內繼續申請5項以上專利。


3.產品名稱:一體化集成設計與快速成型碳纖維車身部件
參展單位:重慶長安汽車股份有限公司
合作單位:中科院寧波材料技術與工程研究所、中航復合材料有限責任公司、江蘇亨睿碳纖維科技有限公司
本項目基于國家重點研發計劃“輕量化純電動轎車集成開發技術”,首次實現快速預浸料模壓、高壓RTM、熱塑性預浸料模壓三種典型快速成型工藝在同一款車型上的正向設計和集成應用。充分發揮復合材料一體化集成設計的優勢,所搭載的整車在滿足新版C-NCAP碰撞五星的同時,實現極致輕量化。
三件展品分別為:一體化快速模壓碳纖維前地板、高壓RTM汽車A柱下內板和熱塑性預浸料模壓頂蓋中橫梁。
創新點:
?首次實現快速預浸料模壓、高壓RTM、熱塑性預浸料模壓三種典型快速成型工藝在同一款車型上的正向設計和集成應用;
?國內首個基于預浸料模壓工藝正向開發的碳纖維前地板,將原有11個鋼制件集成為1個零件,減重率達59.2%,快速預浸料模壓成型周期達8.6min/件;
?通過局部加強鋪層實現A柱下內板零件性能最優,減重率達52%,采用高壓RTM工藝,成型周期達4.7min/件,處于國內一流水平;
?頂蓋中橫梁采用熱塑性預浸料模壓工藝,成型周期7min/件,為碳纖維的回收開辟新思路。
本項目已申請國家專利5項,其中發明專利3項,實用新型專利2項。成功打造國內首款“碳-鋁-鋼-鎂”多材料混合結構車身,具有自主知識產權和批量應用潛力。

4.產品名稱:蔚來ES6碳纖維后地板總成
參展單位:廊坊市飛澤復合材料科技有限公司
合作單位:蔚來汽車NIO
該產品包括碳纖維復合材料座椅板總成、碳纖維復合材料橫梁總成和碳纖維復合材料地板總成3個分總成,其中4個碳纖維復合材料零件,均采用濕法模壓工藝制造。相對于鋁合金結構,減重>30%;極大提升整車抗扭剛度(44930N•m/deg)及NVH性能;滿足5星碰撞安全要求。
創新點:
?在車型開發階段即引入復合材料結構,全流程考慮量產的工藝可行性及成本,并持續技術降本及管理降本,具有相當的性價比優勢;
?全流程采用自動化生產,生產節拍達到1.5min/件,確保了汽車量級應用,同時保證產品的穩定性和一致性;
?全面的結構、鋪層、配方、模具、工裝、工藝優化方案,系統解決了連續化大規模生產過程中濕法模壓、機械加工、同質及異質膠接的質量問題;
?建立系統的工藝過程質量標準及檢測方法,吸收融合汽車行業及航空復材質量控制手段,依托質量追溯系統,確保過程可控、質量穩定。


5.產品名稱:自動鋪絲整體成型的Φ4m復合材料后壓力框
參展單位:海鷹空天材料研究院(蘇州)有限責任公司
該產品是國內首次采用自動鋪絲成型技術完成的Φ4m大尺寸等比例CR929后壓力框格柵加筋球皮復合材料結構件,實現了對結構設計方案、工裝方案、設計工藝匹配性、鋪絲路徑規劃、設備能力驗證、工藝實施方案等全流程技術驗證,為后續CR929寬體客機項目結構復合材料自動鋪絲成型工藝的設計和研制奠定了堅實的技術基礎。
創新點:
?國內首次采用陰模工裝鋪放并固化成型大尺寸球皮復合材料結構;
?國內首次針對大曲率密集格柵結構,進行涉及凈尺寸鋪放的纖維自動鋪絲路徑規劃;
?針對復雜結構復合材料的自動鋪絲工藝,國內首次工程化應用結構設計與成型工藝匹配協調;
?國內首次驗證自動鋪絲工藝在高頻次連續分絲束切斷、重送的工藝精確度和重復穩定性;國內首次驗證大尺寸、等比例、具備完整典型結構特征的格柵加筋球皮結構自動鋪絲工藝方案可行性。
該產品是針對復雜結構復合材料自動鋪絲工藝工程化應用的首次結構設計與成型工藝匹配協調驗證,證實了大尺寸復雜結構復合材料壓力隔框結構設計及成型工藝方案的可行性。


6.產品名稱:Sinoma85.6海上低成本全玻纖大葉片
參展單位:中材科技風電葉片股份有限公司
Sinoma85.6葉片適用于S類風區、6.45MW/8 MW系列海上風力發電機組,是完全自主設計開發的全玻纖海上葉片。Sinoma85.6葉片采用了全新的氣動外形及結構設計,長度85.3m,風輪直徑175m,最大弦長4.88m;掃風面積23891m2,相當于3.4個標準化足球場,是目前國內單機功率最大全玻璃纖維葉片。
創新點:
?設計:采用玻璃纖維環氧樹脂材料體系,材料成本相對較低;采用蛋殼式單層蒙皮設計結構型式,大大降低了葉片設計重量。
?性能:基于海上運行環境與海上維護成本高的特點,采用先進的防腐技術與避雷技術來提升葉片在惡劣環境下的適應性。
?工藝:首次采用環向鋪布的成型方式及自動化一體灌注工藝,解決了傳統軸向鋪布在大葉片的操作難度問題。
?認證:設計開發過程中同步進行結構DAA認證,同時與DNV GL開展全球首個氣動DAA認證,充分評估葉片氣動性能。
該產品相關技術,擁有自主知識產權。目前,該型號葉片已掛機。


7.產品名稱:HFFP復合材料橋枕
參展單位:鐵科騰躍科技有限公司
復合材料橋枕是采用高密度纖維增強發泡聚氨酯(HFFP)合成板材通過特制膠黏劑層積而成的一種復合材料軌枕。HFFP板材是以連續無堿玻璃纖維作為增強材料,以聚氨酯作為基體材料通過連續拉擠成型工藝制成。
HFFP復合材料橋枕專門針對我國鐵路270kN列車軸重開發研制,用以替代既有鐵路鋼梁上的木橋枕,不僅有利于減少養護維修工作量,降低頻繁更換木橋枕的成本,而且便于有效維持線路狀態,保證行車安全。
創新點:
?強度高。HFFP板材彎曲強度≥200MPa,橋枕成品抗彎曲荷載≥1400kN。
?耐久性好。HFFP板材進行耐候性老化、鹽霧老化、濕熱老化后的彎曲強度、壓縮強度和剪切強度的保留率均在80%以上;在67.5kN~337.5kN的疲勞荷載反復作用200萬次后,橋枕無異常。預計使用壽命至少50年。
?對道釘把持能力強,能有效保持軌道幾何形態。
?不吸水、絕緣性和阻燃性好。
?加工性好,可修復。
該產品擁有自主知識產權,已經應用于膠新線K177橋和K286橋、隴海線K1562橋和K1734橋、朔黃線南運河特大橋、新兗線京杭運河223號橋、成昆線牛日河4號橋、內六線K89定慧寺大橋、內六線小河溝橋。


8.產品名稱:4000m深海智能浮標耐壓殼體
參展單位:哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司(2號館1925)
合作單位:上海交通大學
該產品是哈玻院受上海交通大學委托研制。主要作用是做為4000m深海智能浮標的主艙體使用,內部裝載試驗儀器以及動力裝置。殼體要求能夠承受水深4000m的外部壓力不發生破壞,且具備一定的安全裕度。
耐壓殼體產品由兩端的金屬端蓋和中間的耐壓筒體組成,耐壓筒體部分由三節碳纖維筒體構成。碳纖維筒體為碳纖維/環氧樹脂復合材料,提供耐壓殼體承壓所需剛度和強度;筒體兩端安裝金屬端環,保證與其他部件的連接配合;外層整體涂覆彈性防水涂層,保證在工作條件下耐壓殼體的整體防水密封性能,并具備一定程度的耐剮蹭、耐磕碰能力。耐壓殼體直徑301mm,總長2625mm。
創新點:
?多組節串聯的復合材料耐壓殼體的結構設計。
?復合材料殼體整體防水密封技術。
?筒節間密封功能在有限空間下的優化。
該項目已授權國家發明專利1項,實用新型專利1項,發表論文1篇。目前,深海復合材料耐壓殼體技術已推廣到其他型號的承外壓筒體的設計工作中,應用于近十種深海探測設備上,部分項目已順利完成深海探測任務。


9.產品名稱:大型五軸增減材一體機(BGAM)
參展單位:上海酷鷹機器人科技有限公司
大型五軸增減材一體機(BGAM)是酷鷹機器人自主研發的、集成增材制造與減材加工為一體的工業級大型龍門打印機,具有雙龍門結構,可以同時進行3D打印和五軸加工。
設備具有超大工作空間,專為大型及超大型工件打印加工而設計,同時配備專為粒料設計的具有革命性高流量擠出技術的3D打印頭,支持多種纖維增強熱塑性復合材料的打印制造。
創新點:
?設備采用雙龍門結構,集增材制造和減材加工為一體。
?具有超大工作空間,標準工作空間為6m*3m*2m,更大可達10m*6m*3m,是目前國內同類設備可達到的最大尺寸。
?高速打印時龍門最快移動速度可達50m/min。
?專為粒料設計的高流量擠出3D打印頭,擠出速度最大可達50kg/h。支持多種纖維增強熱塑性復合材料的打印,加工溫度最高400℃。
?對于大型建筑景觀制造,可實現非線性復雜曲面造型。
大型五軸雙龍門增減材一體機(BGAM)擁有自主知識產權,目前,已在復合材料模具、建筑景觀等領域獲得成熟應用。

