科技日報記者 俞慧友
11月26日，我國首款國產化碳纖維臂架泵車亮相長沙。“碳纖維材料與工程機械裝備的結合，有望為工程建筑裝備帶來“輕”革命，中聯重科碳纖維材料研發團隊在這一技術領域走在了全國乃至世界的前面。”中國工程院院士黃伯云說，“這種技術將有望拓寬碳纖維材料的民用應用領域，也有望助力新材料在工程機械領域的發展。”
(我國首款國產化碳纖維臂架泵車，俞慧友攝）
新裝備開發，材料先行。上世紀以來，以碳纖維復合材料為代表的輕量化材料，支撐了航空航天裝備飛速發展。到本世紀，隨著技術的成熟，碳纖維復合材料逐漸在交通、能源、工業等民用領域推廣應用。相較于碳纖維材料常用于的航空航天領域，其在工程裝備制造中，技術難度和復雜性更甚。通常，衛星、火箭、飛機等在空中運行，處于相對穩定的運動狀態。但工程施工中，具有多關節結構的碳纖維細長臂架，需在空中完成各類施工所需的操作動作，運動狀態和受力情況復雜多變。由于碳纖維復合材料還是一種“抗拉（伸）不抗壓（力）”的材料。如何制造出可滿足工程械裝備需求的“既抗拉又抗壓”碳纖維復合材料形成的關鍵結構，成為業內研究熱點。
為解決碳纖維復合材料抗拉不抗壓難題，中聯重科碳纖維材料研發團隊創新性提出了“兩級混合”設計理念，運用碳纖維復材-高強金屬混合結構技術，生產出了能靈活完成各類工程施工指令動作的碳纖維臂架。
“泵車使用過程中，通常容易出現臂架異常損傷。我們還建立了成套修復方法，修復后的臂架使用性能與新品相當。通過成套技術制造出的碳纖維復合材料臂架，可顯著提高整機輕量化水平。這款國產化碳纖維臂架泵車的臂架相對鋼材料臂架，輕量化可達35%。”中聯重科研究院技術研究中心副主任劉延斌說。
碳纖維復材-高強金屬混合結構技術的研發成功，意味著我國實現了碳纖維復合材料從原材料、制造裝備，到設計計算方法、制造工藝的全鏈條自主化，大幅降低了工程機械領域碳纖維復合材料主承力結構件的價格成本，助力這類以碳纖維為核心的新型結構商用落地。
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