戰(zhàn)略性基礎技術新突破！中聯(lián)重科發(fā)布自研碳纖維復合材料新技術

11月26日，在中聯(lián)重科新能源產品及碳纖維復合材料新技術發(fā)布會上，我國首款國產化碳纖維臂架泵車隆重亮相。 

△中聯(lián)重科完全國產化碳纖維臂架泵車隆重亮相

中聯(lián)重科歷經十年技術積累，自主研發(fā)了“碳纖維復材-高強金屬混合結構技術”。該設計-計算-制造-試驗成套技術的研發(fā)成功，意味著我國工程機械實現(xiàn)了碳纖維復合材料從原材料、制造裝備，到設計計算方法、制造工藝的全鏈條自主化，大幅降低了工程機械領域碳纖維復合材料主承力結構件的價格成本，助力這類以碳纖維為核心的新型結構商用落地。

應用該技術的泵車，不僅提升了設備的作業(yè)能力、降低了生產成本，其輕量化性能還實現(xiàn)了進一步提升；此外，還深度結合輕量化與智能化，實現(xiàn)了“骨頭里面裝神經”。

以碳纖維復合材料為代表的輕量化材料，對于交通、能源、工業(yè)等眾多領域發(fā)展都有著重要意義?！懊绹ㄒ?87夢想飛機，大量應用纖維復合材料，減重30%，大大節(jié)省油耗，成為市場領導者”，中國工程院院士黃伯云介紹道。碳纖維復合材料的研發(fā)難度及戰(zhàn)略意義不言而喻。

相較于碳纖維材料常用于的航空航天領域，其在工程裝備制造中，技術難度和復雜性更甚。通常，衛(wèi)星、火箭、飛機等在空中運行，處于相對穩(wěn)定的運動狀態(tài)。但工程施工中，具多關節(jié)結構的碳纖維細長臂架，需在空中完成各類施工所需的操作動作，運動狀態(tài)和受力情況復雜多變。同時，碳纖維復合材料還是一種“抗拉（伸）不抗壓（力）”的材料。如何制造出可滿足工程機械裝備需求的、碳纖維復合材料形成的“既抗拉又抗壓”關鍵結構，成為業(yè)內研究熱點。

為解決碳纖維復合材料抗拉不抗壓難題，中聯(lián)重科研發(fā)團隊創(chuàng)新性地提出了“兩級混合”設計理念。即，對臂架端部采用高強鋼結構和臂體部分碳纖維復合材料結構的裝配式混合；對臂體部分，采用碳纖維復合材料和高強鋼板疊層式的半金屬化混合，實現(xiàn)碳纖維復合材料結構的抗拉、抗壓“雙抗”性能。

△中聯(lián)重科完全國產化碳纖維臂架泵車

基于臂架兩級混合結構設計，和自研的臂架制造工藝，項目組提出和建立了“混合結構數(shù)據(jù)庫”，形成了計算誤差小于10%的“碳纖維復材-金屬混合臂架精準計算方法”。此后，通過創(chuàng)新開發(fā)的碳纖維復合材料增材式一體成型方法，制造出與鋼材有著相同加工性能的整體成型結構。

“泵車使用過程中，臂架可能發(fā)生異常損傷。我們對此還建立了成套修復方法，修復后的臂架使用性能與新品相當。而通過成套技術制造出的碳纖維復合材料臂架，可顯著提高整機輕量化水平。以今天亮相的國產化碳纖維臂架泵車臂架為例，相對高強鋼材料臂架，輕量化可達35%?！敝新?lián)重科研究院技術研究中心副主任劉延斌說。

△中聯(lián)重科中央研究院技術研究中心副主任劉延斌講解公司碳纖維復合材料技術

黃伯云在發(fā)布會上評價稱，現(xiàn)在我們中國人也實現(xiàn)了自己的夢想，碳纖維復合材料攻克了難關，并且在先進材料應用基礎上，實現(xiàn)創(chuàng)新，取得了更大進步。體現(xiàn)了中聯(lián)重科對于行業(yè)戰(zhàn)略性基礎技術和前沿技術的使命感和責任感。