闽江大学研发新型复合材料,一体成型技术破解航空航天制造难题

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快讯
2026 02-27 19:37:50

近日,闽江大学“玄甲御天”团队在高性能复合材料研发领域取得关键突破,其自主研发的三维纺织点阵结构曲率编织技术,成功实现航空航天领域大曲率构件一体成型、无拼接织造,从根源解决了传统复合材料层间脱粘、形变成型难等行业痛点,为我国航空航天高端制造的材料升级与国产替代提供了核心技术支撑。

图为团队正在进行材料性能测试

航空航天装备对复合材料的轻量化、结构稳定性和抗冲击性能要求严苛,而传统层合结构复合材料因厚度方向缺乏纤维增强,界面抗力薄弱,极易出现层间脱粘、分层损伤等问题;同时受限于刚度大、形变能力有限的短板,大曲率复杂构件制造只能依靠拼接组装,不仅生产效率低,还易因拼接缝隙、铆钉结构埋下安全隐患,成为制约航空航天制造升级的重要瓶颈。

针对行业核心痛点,闽江大学跨学科研发团队历经多轮技术攻关,构建起集材料体系、织造算法、装备改造于一体的完整技术方案,核心突破变曲率自适应编织与三维纺织点阵结构设计两大关键技术。团队采用UHMWPE高性能纤维体系,通过物理互锁结构设计打造的三维纺织点阵复合材料,在实现轻量化的同时,大幅提升材料综合性能,其拉伸强度为传统三维针织物的6倍,层间强度、抗冲击能吸率均远超行业同类产品,完美适配航空航天极端工况下的材料使用标准。

尤为关键的是,团队研发的变曲率自适应编织算法,可实现离散曲率扫描、角度自适应补偿与端到端融合,配合改造后的智能编织装备,让织造设备精准匹配半球壳等复杂大曲率曲面,直接完成复合材料预制体一体化成型,彻底摒弃传统拼接工艺。这一技术创新不仅从根本上消除了拼接带来的结构安全隐患,更推动航空航天复合材料构件制造实现生产范式升级:全链路数字化生产让人工依赖度降低90%,单件构件工时缩减超90%;算法精准织造实现零余料生产,材料利用率提升至97%以上,综合成本较同类产品大幅降低。

目前,团队累计申请发明专利、软件著作权等15项知识产权,形成了坚实的自主技术壁垒。该复合材料已初步适配航空航天舱体等关键部件,未来还将拓展至深空、深海装备等高端制造场景。

此次技术突破是闽江大学依托福建省功能纺织纤维及制品重点实验室,开展多学科交叉研发、深化产学研融合的重要成果。团队由纺织工程、计算机科学与技术、过程装备及控制工程等专业师生组成,紧盯国家航空航天产业发展战略需求,将纺织技术与高端复合材料研发深度融合,不仅为我国航空航天高端制造提供了自主可控的新材料技术路径,更推动传统纺织产业向高性能复合材料高端制造领域转型,为我国新材料产业高质量发展注入新动能。


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