战略性基础技术新突破!中联重科发布自研碳纤维复合材料新技术

11月26日,在中联重科新能源产品及碳纤维复合材料新技术发布会上,我国首款国产化碳纤维臂架泵车隆重亮相。

△中联重科完全国产化碳纤维臂架泵车隆重亮相

△中联重科完全国产化碳纤维臂架泵车隆重亮相

中联重科历经十年技术积累,自主研发了“碳纤维复材-高强金属混合结构技术”。该设计-计算-制造-试验成套技术的研发成功,意味着我国工程机械实现了碳纤维复合材料从原材料、制造装备,到设计计算方法、制造工艺的全链条自主化,大幅降低了工程机械领域碳纤维复合材料主承力结构件的价格成本,助力这类以碳纤维为核心的新型结构商用落地。

应用该技术的泵车,不仅提升了设备的作业能力、降低了生产成本,其轻量化性能还实现了进一步提升;此外,还深度结合轻量化与智能化,实现了“骨头里面装神经”。

以碳纤维复合材料为代表的轻量化材料,对于交通、能源、工业等众多领域发展都有着重要意义。“美国波音787梦想飞机,大量应用纤维复合材料,减重30%,大大节省油耗,成为市场领导者”,中国工程院院士黄伯云介绍道。碳纤维复合材料的研发难度及战略意义不言而喻。

相较于碳纤维材料常用于的航空航天领域,其在工程装备制造中,技术难度和复杂性更甚。通常,卫星、火箭、飞机等在空中运行,处于相对稳定的运动状态。但工程施工中,具多关节结构的碳纤维细长臂架,需在空中完成各类施工所需的操作动作,运动状态和受力情况复杂多变。同时,碳纤维复合材料还是一种“抗拉(伸)不抗压(力)”的材料。如何制造出可满足工程机械装备需求的、碳纤维复合材料形成的“既抗拉又抗压”关键结构,成为业内研究热点。

为解决碳纤维复合材料抗拉不抗压难题,中联重科研发团队创新性地提出了“两级混合”设计理念。即,对臂架端部采用高强钢结构和臂体部分碳纤维复合材料结构的装配式混合;对臂体部分,采用碳纤维复合材料和高强钢板叠层式的半金属化混合,实现碳纤维复合材料结构的抗拉、抗压“双抗”性能。

△中联重科完全国产化碳纤维臂架泵车

△中联重科完全国产化碳纤维臂架泵车

基于臂架两级混合结构设计,和自研的臂架制造工艺,项目组提出和建立了“混合结构数据库”,形成了计算误差小于10%的“碳纤维复材-金属混合臂架精准计算方法”。此后,通过创新开发的碳纤维复合材料增材式一体成型方法,制造出与钢材有着相同加工性能的整体成型结构。

“泵车使用过程中,臂架可能发生异常损伤。我们对此还建立了成套修复方法,修复后的臂架使用性能与新品相当。而通过成套技术制造出的碳纤维复合材料臂架,可显著提高整机轻量化水平。以今天亮相的国产化碳纤维臂架泵车臂架为例,相对高强钢材料臂架,轻量化可达35%。”中联重科研究院技术研究中心副主任刘延斌说。

△中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌讲解公司碳纤维复合材料技术

△中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌讲解公司碳纤维复合材料技术

黄伯云在发布会上评价称,现在我们中国人也实现了自己的梦想,碳纤维复合材料攻克了难关,并且在先进材料应用基础上,实现创新,取得了更大进步。体现了中联重科对于行业战略性基础技术和前沿技术的使命感和责任感。

(来源于中联重科)

责任编辑:Zeshuai

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中联重工科技发展股份有限公司创建于1992年,2000年10月在深交所上市(简称“中联重科”,股票代码000157),是中国工程机械装备制造领军企业,全国首批创新型企业之一。主要从事建筑工程、能源工程、交通工程等国家重点基础设施建设工程所需重大高新技术装备的研发制造。公司注册资本19.71亿元,员工20000多人。2009年,中联重科下属各经营单元实现产值337亿元,利税超过42.52亿元。中联重科秉承“至诚无息博厚悠远”的企业文化理念,内源式发展与外延式发展并重。目前,生产经营基地分布于中国湖南、上海、陕西、广东以及意大利米兰等地,已形成中联科技园、麓谷工业园、泉塘工业园、常德灌溪工业园、望城工业园、益阳沅江工业园、上海工业园、陕西渭南工业园、意大利CIFA工业园等产业园区,总面积近300万平方米。拥有国际一流的超大型钢结构厂房、现代化的加工设备和自动化生产线,拥有覆盖全国、延伸海外的完备销售网络,强大服务体系。公司质量、环境和职业健康安全一体化管理体系获得德国莱茵TÜV认证,在国内建筑机械行业率先按照欧盟标准推行产品CE认证,并获得俄罗斯GOST认证、韩国安全认证。中联重科继承了国家建设部长沙建设机械研究院的技术优势,建有国家级技术中心,是中国工程机械协会8个专业分会会长及秘书长单位,混凝土机械标准化分技术委员会秘书处单位。先后完成重大科研课题670多项,负责制(修)订国家行业标准300多项,目前是187项有效标准的制、修订归口单位,行业技术覆盖率75%以上。中联重科先后完成了90多项国家“九五”、“十五”、“863”等国家重大装备开发、科技攻关课题和专项,被科技部确定为“十一五”三项国家科技支撑计划的承担单位。是国际标准化组织ISO投票P成员单位(ParticipatingMember),每年销售收入的50%来自于新产品开发。中联重科自成立以来年均增长速度超过60%,目前生产具有完全自主知识产权的13大类别、28个系列,450多个品种的主导产品,是全球产品链最齐备的工程机械企业。其中,2008年收购意大利CIFA公司后,混凝土机械产品市场占有率跃居全球第一。塔式起重机年产量2000台、环卫机械产量3000台,市场占有率均居国内第一。汽车起重机年产5000台以上,市场占有率国内第二位。中英文商标——“中联”与“ZOOMLION”均获认定为“中国驰名商标”,多个系列产品获中国免检产品、中国名牌产品称号。畅销包含港澳地区的国内市场,并远销海外,深受用户青睐。2009年中联重科在全球工程机械行业排名第10位;在中国机械工业100强排名第六位。全国工程机械行业利润排名第一位,上海、深圳上市公司综合绩效排名前列;进入“中国企业500强”,“中国机械工业50强”;连续多年被评为“最具成长性”企业、最具影响力企业、全国用户满意企业;被评为中国机械工业现代化管理进步示范企业;获得全国五一劳动奖状、中国自主创新能力十强、中国最具影响力品牌、中华慈善事业突出贡献奖、全国抗震救灾英雄集体等奖项和荣誉。全球经济一体化的趋势下,中联重科以产品系列分类,形成混凝土机械、工程起重机械、城市环卫机械、建筑起重机械、路面施工养护机械、基础施工机械、土方机械、专用车辆、液压元器件、工程机械薄板覆盖件、消防设备、专用车桥等多个专业分、子公司,打造一个国际化工程机械产业集群,朝着年销售收入千亿目标进军!
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