3D技術早已經名聲鵲起,但技術尚未普及,而4D技術已將悄然后來居上,開始進入了視野。麻省理工學院4D打印研究小組曾表示過,目前4D打印技術未從概念轉化為真正的產業應用,也有賴于復合材料技術的提升。
高性能復合材料頂尖實驗室
而復合材料顧名思義就是混合很多種材料,形成具備更高級別功能的新型材料。
縱覽全球,著名的美國航空航天局NASA、中國中科院金屬所、法國國家航空航天研究院和全俄航空材料研究院等都是研究復合材料的“高手”。
美國實驗室
目前全美有近百所高等院校開設了復合材料課程,其中對復合材料領域開展和科研較為系統的高等學校有71家,綜合性大學主要包括斯坦福大學、密歇根州立大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞州立大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校、華盛頓大學、西北大學、特拉華大學等,另外理工科學院也在復合材料領域形成了一個強勢的集體,麻省理工學院、加州理工大學、佐治亞理工學院、伊利諾伊理工學院、紐約理工學院、倫斯勒理工學院在復合材料研究方面的實力不可小覷。
而涉足復合材料研究的國家實驗室主要有美國航空航天局NASA、聚合物和復合工程中心(CAPCE)、復合材料制造技術中心(CMTC)和國家復合中心。
今年9月,NASA選擇了來自美國5個州的六家公司參與政府-行業合作,以推進復合材料的研究和認證,該項目是NASA航空研究任務理事會的集成系統研究計劃的一部分。
這六家公司分別是:貝爾直升機德事隆公司,位于德克薩斯州沃思堡市;通用航空公司,位于辛辛那提;洛克希德·馬丁航空公司,位于加州帕姆代爾市;諾思羅普·格魯曼航空公司,位于加州雷東多海灘;波音研究與技術公司,位于圣路易斯市;聯合技術公司及其子公司普拉特·惠特尼公司,位于康涅狄格州哈特福特。
與NASA強勢推進復合材料研究與認證不一樣的是,國家復合中心更加重視推進復合材料實現商業化。其主要和合作伙伴代頓大學的研究所通過中心的多功能聚合物納米材料和設備(CMPND)幫助納米復合材料商業化。
歐日韓實驗室
歐洲產量最高的國家為德國、英國、法國、西班牙和意大利,五個國家的復合材料產量占到歐洲總產量的三分之一以上;碳纖維及其復合材料市場,日本的三家企業就占據了世界市場近80%的份額;在世界造船業時常位列第一的韓國也加強對復合材料的研發。
英國對于復合材料的研究,一流的理工大學起著主導作用,包括帝國理工學院、曼徹斯特大學、謝菲爾德大學、伯明翰大學、諾丁漢大學等。而國家實驗室英國國家復合材料中心(NCC)成立在美麗的港口城市布里斯托爾。
而工業歷史悠久的德國在復合材料研究表現也很突出。大學方面,克勞斯塔爾工業大學、慕尼黑工業大學、魏瑪大學、達姆施塔特工業大學、奧格斯堡大學的復合材料研究都較為出色。在國家實驗室方面則有德國航空航天研究試驗院(DLR),總部設在科隆,建于1969年,屬于德國政府研技部。
日本涉及航空航天復合材料研發實驗室主要有:日本國立材料研究所、日本宇宙航空研究開發機構和機械技術研究所。
當然,法國、俄羅斯等工業大國,誰也不敢有絲毫怠慢,都設有國家級科研機構,如法國國家航空航天研究院和全俄航空材料研究院。
當然,企業在科研方面也是不能缺位的力量。如歐洲的空中客車公司、德國戴姆勒股份公司、沃爾沃汽車公司,更有強勢的日企,如日本的東麗、帝人東邦和三菱麗陽三家企業占據了世界碳纖維及其復合材料市場近80%的份額。
中國實驗室
正如美國航空航天局一樣,在中國,實力最為強大的還是一如既往的中科院。
復合材料研究主要集中在中科院寧波材料技術與工程研究所、中科院長春應用化學研究所、中科院金屬研究所以及中科院化學研究所、中國科學院西安光學精密機械研究所等幾個研究所。
其中,中科院寧波材料技術與工程研究所在民用復合材料方面的研究領先。
其中,先進制造技術研究所目前共有科研隊伍120余人,其中旗艦研究員3人,研究員9人,副研究員5人,高級工程師3人,博士或工程師等碩士以上科研人員55人,研究生30人,重點開展的研究方向是復合材料制造工藝及裝備、精密運動與先進機器人和光電陶瓷材料和器件等。
在高校研究室方面,中科院寧波材料技術與工程研究所復合材料制造與裝備團隊負責人范欣愉接受理財周報記者采訪時主要推薦了北京航空材料研究院、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學。再者,根據范欣愉博士的介紹,在軍工復合材料上,北京航空航天大學、西北工業大學、南京航空航天大學、國防科技大學等研究水平都屬一流。
當然,除了上述高校,還有上海交通大學、武漢理工大學、北京化工大學、國防科技大學等也涉足復合材料研究。
其中,實力較強的北航材料學院先后組織近10名教師參加了大飛機專項的選材規劃,并與上海飛機公司共建了“民用復合材料工程中心”。在2項973項目的支持下,該學院先進樹脂基復合材料制造模擬技術和材料結構一體化研究方面取得重大突破,相關技術的應用使先進復合材料在某型無人機上的用量超過飛機結構重量40%。
責任編輯:王元
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