英国NCC在欧洲率先实现自动纤维铺放陶瓷基复合材料 2022-10-25 

  

  据英国国家复合材料中心9月21日公布,英国国家复合材料中心(NCC)通过使用自动纤维铺放(AFP)技术制造陶瓷基复合材料(CMC)完成了欧洲首创,为这些材料在发动机中释放高温能力奠定了基础,使发动机更加高效,并减少二氧化碳排放。
  该项目作为NCC核心研究计划的一部分,并得到了罗罗公司、反作用发动机公司、欧洲导弹公司(MBDA)和3M公司的支持,项目完成证明了3M公司的新型氧化物基陶瓷丝束预浸料可用于自动沉积。
  项目团队采用了现有的AFP技术,该技术通常用于加工有机基复合材料,如碳纤维增强环氧材料。他们还研究了速度、热量和压力等工艺参数如何影响材料沉积和质量,建立了可用于英国工业的自动化陶瓷复合材料加工的基础知识。确定最佳沉积参数降低了材料的可变性,消除了更广泛使用CMC的挑战之一,减少CMC的浪费和成本。
  传统镍基高温合金的最高连续温度约为800℃,但氧化物基CMC可在1000℃环境运行,更高的运行温度可能会提高航空发动机的效率并减少燃料消耗及随后的二氧化碳排放。然而,CMC的使用范围目前仅限于高价值应用,例如隔热罩和涡轮叶片。能够使用AFP技术处理更实惠的材料将降低制造CMC零件的最终成本,使其对需要能够承受高温的零部件的行业更具吸引力。此外,使用自动化工艺将实现对材料沉积的出色控制,并且可以提高材料一致性。
  通过制造试验零件,NCC已经证明了CMC与现有AFP设备的兼容性。明年,NCC将使用优化的制造参数来创建更复杂的几何形状,例如曲面,以更接近工业零件需求。此外,NCC还将与3M公司研究更广泛的材料样式,以减少材料中胶带间接头的数量,从而提高其性能。
  (阴鹏艳)