墨爾本斯威本科技大學(xué)獲100萬(wàn)澳元資助生產(chǎn)3D打印碳纖維零件

來(lái)源： 賽奧碳纖維技術(shù)

據(jù)了解，近日，墨爾本斯威本科技大學(xué)及其研究合作伙伴已獲得100萬(wàn)澳元的獎(jiǎng)金，用于350萬(wàn)美元的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)3D打印復(fù)合材料的項(xiàng)目。通過(guò)全球創(chuàng)新聯(lián)動(dòng)計(jì)劃（Global Innovation Linkages Program）獲得的獎(jiǎng)金將用于輕量級(jí)復(fù)合材料零件的開(kāi)發(fā)和大規(guī)模3D打印生產(chǎn)，如斯威本科技大學(xué)的工業(yè)4.0 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。最終產(chǎn)品將適用于航空航天和汽車領(lǐng)域。

斯威本科技大學(xué)副校長(zhǎng)Aleksandar Subic教授評(píng)論說(shuō)：“全球創(chuàng)新計(jì)劃聯(lián)動(dòng)基金通過(guò)與我們?cè)诎拇罄麃喓偷聡?guó)的合作伙伴的合作，表彰我們?cè)谙冗M(jìn)制造業(yè)工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型中的領(lǐng)導(dǎo)地位。”

多層復(fù)合3D打印
在這個(gè)項(xiàng)目中，Swinburne團(tuán)隊(duì)將應(yīng)用最近開(kāi)發(fā)的碳纖維3D打印方法，稱為“多層（Multilayer）”。由總部位于奧地利的專業(yè)機(jī)械和設(shè)備制造公司Fill提供，多層3D打印通過(guò)熱連接連續(xù)層膠帶進(jìn)行工作 原料，生產(chǎn)半成品纖維復(fù)合材料。這些機(jī)器還可以集成到現(xiàn)有的成型和注塑工藝中，從而實(shí)現(xiàn)非常高的生產(chǎn)率。

幫助開(kāi)發(fā)這些產(chǎn)品的是多家澳大利亞和全球公司，如復(fù)合材料制造專家Quickstep，以及，斯圖加特大學(xué)主導(dǎo)的“ARENA2036——未來(lái)汽車的環(huán)境研究”項(xiàng)目。

全球研究工作
新的資金進(jìn)一步加強(qiáng)了斯威本大學(xué)在汽車3D打印領(lǐng)域的地位。在獲得這100萬(wàn)美元的撥款之前，該大學(xué)還獲得了1,264,695澳元的獎(jiǎng)金，用于開(kāi)發(fā)汽車的自動(dòng)3D打印維修服務(wù)，作為“維修機(jī)器人（Repairbot）”項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目得到了創(chuàng)新制造合作研究中心（IMCRC）的支持。

“與我們的行業(yè)和研究合作伙伴一起設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)用于復(fù)合材料3D打印的斯威本大學(xué)工業(yè)4.0 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室是兩年前成立的制造未來(lái)研究所的關(guān)鍵策略之一，”制造未來(lái)研究所所長(zhǎng)，即將擔(dān)任復(fù)合計(jì)劃的研究主任Bronwyn Fox教授說(shuō) �！拔覀兊膰�(guó)際工業(yè)聯(lián)網(wǎng)研究網(wǎng)絡(luò)使我們能夠?yàn)榘拇罄麃喌南冗M(jìn)制造商創(chuàng)造新的全球商機(jī)�！�

斯威本大學(xué)制造業(yè)未來(lái)研究所（Manufacturing Futures Research Institute）所長(zhǎng)Bronwyn Fox教授和斯圖加特大學(xué)ARENA2036團(tuán)隊(duì)。據(jù)了解，碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈體和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，可大大減輕重量，提高導(dǎo)彈的射程和突擊能力，如美國(guó)80年代研制的洲際導(dǎo)彈三級(jí)殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

碳纖維復(fù)合材料在新一代戰(zhàn)斗機(jī)上也開(kāi)始得到大量使用，如美國(guó)第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22采用了約為24%的碳纖維復(fù)合材料，從而使該戰(zhàn)斗機(jī)具有超高音速巡航、超視距作戰(zhàn)、高機(jī)動(dòng)性和隱身等特性。美國(guó)波音推出新一代高速寬體客機(jī)的音速巡洋艦，約60%的結(jié)構(gòu)部件都將采用強(qiáng)化碳纖維塑料復(fù)合材料制成，其中包括機(jī)翼。

中國(guó)自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車預(yù)制件性能達(dá)到國(guó)際水平。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的的國(guó)產(chǎn)碳和碳剎車盤已批量裝備于國(guó)防重點(diǎn)型號(hào)的軍用飛機(jī)，并在B757型民航飛機(jī)上使用，在其它機(jī)型上的使用也在實(shí)驗(yàn)考核中，并將向坦克、高速列車、高級(jí)轎車、賽車等推廣使用。

碳纖維比鋁輕但強(qiáng)度相似。碳纖維在艦艇上也有重要的應(yīng)用價(jià)值，可減輕艦艇的結(jié)構(gòu)重量，增加艦艇有效載荷，從而提高運(yùn)送作戰(zhàn)物資的能力，碳纖維不存在腐蝕生銹的問(wèn)題。 由于使用碳纖維材料可以大幅降低結(jié)構(gòu)重量，因而可顯著提高燃料效率。采用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料制造的飛機(jī)以及衛(wèi)星、火箭等宇宙飛行器，噪音小，而且因質(zhì)量小而動(dòng)力消耗少，可節(jié)約大量燃料。據(jù)報(bào)道，航天飛行器的質(zhì)量每減少1kg，就可使運(yùn)載火箭減輕500千克。

碳纖維還是讓大型民用飛機(jī)、汽車、高速列車等現(xiàn)代交通工具實(shí)現(xiàn)"輕量化"的完美材料。航空應(yīng)用中對(duì)碳纖維的需求正在不斷增多，新一代大型民用客機(jī)空客A380和波音787使用了約為50%的碳纖維復(fù)合材料。波音777飛機(jī)利用碳纖維做結(jié)構(gòu)材料，包括水平和垂直的橫尾翼和橫梁稱為重要結(jié)構(gòu)材料，所以對(duì)其質(zhì)量要求極其苛刻。波音787的機(jī)身也采用碳纖維，這使飛機(jī)飛得更快，油耗更低，同時(shí)能增加客艙濕度，讓乘客更舒適。空客也在他們的飛機(jī)上使用了大量的碳纖維，碳纖維將被大量應(yīng)用在新型客機(jī)A380上。這使飛機(jī)機(jī)體的結(jié)構(gòu)重量減輕了20%，比同類飛機(jī)可節(jié)省20%的燃油，從而大幅降低了運(yùn)行成本、減少二氧化碳排放。

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