写于 2018-12-25 10:07:01| 澳门金沙网上平台| 体育
<p>Novak Djokovic的网球拍,Mark Webber的F1赛车和新型波音787有什么共同之处</p><p>它们都广泛依赖于复合材料复合材料是多种材料的战略组合,使得材料具有比其单个组件更好的性能</p><p>换句话说,通过组合多种材料,复合材料允许一种材料的弱点被纠正通过另一种复合材料的强度已经存在了几十年,但是在工程,材料科学和制造方面的技术突破导致其在过去20年中的使用显着增加复合材料现在可以在航空航天,商业和赛车中找到,船舶,体育用品和许多其他行业复合材料通常由两个主要部分组成:纤维(提供很大的拉伸强度和弯曲刚度),以及将纤维保持在一起的“基质”(提供抗压强度和控制整体形状)例如,“碳纤维+环氧树脂”的组合是广泛用于航空航天另一个例子是“碳纤维+ PEEK(结晶聚合物)”组合,这是一种用于脊柱植入物的生物材料复合材料复合材料通常会产生具有增加的强度,韧性和刚度的材料</p><p>与金属相比,它们提供了更好的强度和刚度 - 重量比,更好的腐蚀性能和更好的抗疲劳性在航空航天领域,这导致飞机持续时间更长,维护工作量更少 - 澳大利亚航空公司首席执行官艾伦·乔伊斯上周提到的这一点复合材料也意味着更轻的飞机,导致更低的燃油消耗和减少的碳足迹但是有缺点一开始,复合材料并不便宜材料和设备成本都很高并且构成了相当大的投资(单个高达数百万美元)尽管如此,在过去十年中,整体价格已经下降,这使得复合材料更容易获得和适用对于大型项目,例如航空航天领域的项目也需要特殊技能来妥善处理复合材料确实,制造过程是劳动密集型的,需要高工程材料知识新的复合材料培训课程开始出现,以帮助企业充分培训他们的员工,但这些是昂贵的复合材料也需要特殊的储存和处理他们通常采用“预浸料”形式(预浸渍树脂的纤维)需要冷冻储存和有限的保质期(几周/几个月)最后,对处理复合材料的工人的健康危害存在严重担忧健康问题包括吸入纤维和暴露于可疑致癌物的并发症确实,多种复合材料成分被归类为危险的波音和空中客车多年来越来越多地采用复合材料结构,特别是他们最新的飞机型号波音787和A irbus A350拥有超过50%的复合材料(按重量计算) - 商用飞机上使用的最大数量航空公司,如日本的ANA,目前正在使用波音787,而空中客车公司仍在使用可能发布的A350约为2013-14的日期商业化进程并非没有几个挑战,因为飞机在进入全面生产之前必须经过严格监管的认证过程美国联邦航空管理局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)是负责调查飞机安全并提供所需的认证去年10月,美国政府问责局(GAO)发布了一份报告,确定了对这些复合结构新飞机行为的有限信息的担忧,以及相关的技术问题对复合材料的独特性能澳大利亚的ATSB(澳大利亚运输安全局)也进行了调查引领使用复合材料的挑战,并在2008年发布了一份报告,讨论复合材料的能力和安全性去年8月,当787获得美国联邦航空局和EASA认证时,波音公司终于做到了这一点很长时间了 - 波音公司是比计划落后近三年,超出预算数十亿美元 然而,由于积压了超过800个订单,显然对787的需求强劲随着复合材料结构的使用增加,满足该需求所需的制造生产率确实如此,波音公司计划生产10架波音787每个月到明年年底因此,航空航天工业已经转向自动化流程自20世纪70年代以来,自动化已被作为复合材料制造的解决方案进行调查但是所需的大型设备成本(高达数百万美元)限制了他们的主流实施在过去的十年中,低成本的机器人手臂已被用于许多制造工艺这些低成本的机器人手臂成为廉价,可靠和灵活的复合材料制造解决方案的主要候选者机器人光纤放置(RFP)头开始出现市场上这些贴装头可以在模具或模具中铺设复合材料(根据手头的部件使用不同的方法)直接在一个理想的结构上(见下面的视频)复合材料放置是一种增材制造的形式(与3D打印一样),因为它“逐层”地“添加”材料 - 一种非常强大的方法,可以实现快速实施,并且具有更大的灵活性处理复杂的结构,例如在航空航天领域发现的结构但机器人纤维放置必须进一步发展它比其他类似的(但更昂贵的)自动化解决方案更慢在弯曲结构上“铺设”材料仍存在问题空隙,压实不充分和材料固结等缺陷存在质量问题目前在航空航天领域是一个非常激动人心的时刻以更高的速度制造复合材料结构的需求促使工业界和学术界的研究人员进一步创新和开发新型制造业方法从长远来看,这个过程将为飞机制造商,航空公司和航空公司提供巨大的利益e乘客这里的最终目标是大胆的:通过使用复合材料,飞机制造商的目标是提高安全性,燃油经济性和环境敏感性 - 使您的旅行更安全,