項目名稱：多軸向經(jīng)編技術(shù)裝備及復合材料制備關鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

項目完成單位：常州市宏發(fā)縱橫新材料科技股份有限公司、東華大學、鄭州大學、常州市新創(chuàng)智能科技有限公司、常州市第八紡織機械有限公司、北京航空航天大學

隨著國防軍工、航空航天、軌道交通、風力發(fā)電、新能源汽車等行業(yè)的深入發(fā)展，對應用材料體系提出了輕量化、低成本、高效率制備的市場需求，高性能纖維多軸向編織技術(shù)及復合材料是滿足這一要求的最佳解決途徑。目前，高性能纖維的多軸向經(jīng)編裝備關鍵技術(shù)及其復合材料高效率制備技術(shù)被德國、日本等發(fā)達國家壟斷，尤其是技術(shù)壁壘較高的碳纖維多軸向經(jīng)編裝備及技術(shù)、復合材料深加工技術(shù)嚴禁出口。國內(nèi)多軸向經(jīng)編材料制備及下游復合材料生產(chǎn)技術(shù)、效率與國外差距明顯。因此開展多軸向經(jīng)編裝備關鍵技術(shù)及其復合材料應用技術(shù)研究極為關鍵。

　　該項目圍繞高性能纖維“多軸向織造-復材成型-加工應用”的產(chǎn)業(yè)關鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)展開，掌握和攻克了多軸向經(jīng)編技術(shù)、織物及復合材料低成本、高效率的理論基礎及生產(chǎn)加工核心關鍵技術(shù)。主要技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新包括： (1)碳纖/玻纖高速多軸向經(jīng)編機核心技術(shù)和裝備。突破了碳纖維恒寬在線展纖、多經(jīng)軸單獨捆綁、機器人智能儲紗，開發(fā)了自由多角度鋪緯，實現(xiàn)了紗線鋪設精確度達到±0.5 °，突破了多軸向經(jīng)編機三十軸聯(lián)動、整機智能控制等技術(shù)，建立了自學習光電緯紗狀態(tài)感知裝置與特征數(shù)據(jù)庫。(2)低成本全規(guī)格碳纖、玻纖及混編多軸向織物及編織技術(shù)。攻克了低克重加密分紗玻纖織物編織技術(shù)，低成本大絲束碳/ 碳、碳 /玻混雜層間全規(guī)格多軸向編織技術(shù)；發(fā)明了多角度鋪緯機構(gòu)，研發(fā)了碳纖和玻纖兩種材料的恒速張力閉環(huán)控制技術(shù)、自動化混合鋪設技術(shù)、張力協(xié)同控制技術(shù)等。(3)碳纖維增強熱塑 / 熱固編織結(jié)構(gòu)復合材料快速成型技術(shù)。構(gòu)建了碳纖維增強編織結(jié)構(gòu)復合材料宏、細觀性能預測、以及結(jié)構(gòu)一體化優(yōu)化設計方法，研發(fā)了我國獨有的可回收熱塑性碳纖維熱壓模具和成型工藝，首次實現(xiàn)了我國碳纖維增強熱塑性編織結(jié)構(gòu)復合材料汽車結(jié)構(gòu)橫梁的集成制造，研發(fā)了熱固性樹脂基復合材料快速成型及自動化單元裝備技術(shù)，突破了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。該項目屬于新材料技術(shù)領域，涉及紡織科學、紡織機械、復合材料成型等跨學科領域，是高性能預制件至復合材料成型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵關鍵技術(shù)重大創(chuàng)新。

　　項目成果已獲得授權(quán)發(fā)明專利40項，實用新型專利60項；發(fā)表論文20余篇；制定國家標準 2項；建立了多軸向經(jīng)編材料生產(chǎn)線52條，復合材料生產(chǎn)線2條，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化；經(jīng)專家認定，項目整體技術(shù)達到了國際先進水平；產(chǎn)品經(jīng)航空、風電、汽車等領域典型應用，獲得認可。該項目整體技術(shù)自 2015年實施應用以來，已累計新增產(chǎn)值達42億元，新增利潤3.1億元，項目產(chǎn)品連續(xù) 2年國內(nèi)外市場占有率穩(wěn)居第一，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。項目打破了國外技術(shù)壟斷，滿足了航空航天、風電葉片、汽車等國家重大需求，有力促進了多軸向經(jīng)編技術(shù)及先進復合材料技術(shù)的發(fā)展。