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碳纖維增強復合材料制備──針對輕量化設計的技術創新

2017-07-19 13:42:40 作者：本網整理來源：材料科技在線分享至：

碳纖維復合材料給了工程師幾近無限的設計瞎想，其作為一類創新的設計方法，特別針對研發輕量級產品有著重大的意義。然而，各類復合材料的性能迄今仍不能與碳纖維復合材料的高承載性能相當。當負載優先沿纖維方向作用時，CFRP（碳纖維增強復合材料）發揮主要優勢。

CIKONI（德國斯圖加特）復合材料公司首先通過組合和全自動化的制造方法設計了碳纖維復合材料的結構，其中連續碳纖維增強材料纖維方向與負載路徑一致，并以碳纖維作為基底結構，用于支撐壓縮載荷。

目前來看，采用傳統的增材制造大型構件，會產生更高的生產成本以及更長的生產時間。也就是說，在典型的復合材料生產中，模具成本，低效率的材料利用和材料浪費都會引發整體成本的提高。碳纖維增強材料通過‘目標雜交’來消除這兩種技術的局限性：不但減少了3D打印部件產生的材料體積浪費，并且在加工制造過程，機器人3D繞組技術不再需要單獨的工具處理。因此，對成本方面有著積極的影響。

該方法對在輕量化設計要求與不同組件變異性相結合的情況下，顯得特別有意義。碳纖維復合材料實現了更高的生產效率，用于制造個別假肢和超輕型飛機結構。為了確保該技術也可以應用于成本敏感的領域，CIKONI工程師還開發了一種具有混合注塑和金屬組件的模塊化系統，可以模塊化地快速制備更大的產品結構。該方法從整體上體現了，許多客戶對輕量設計的看法的重新思考。

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責任編輯：殷鵬飛

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