在航空航天領(lǐng)域的碳纖維復(fù)合材料制品應(yīng)用是什么樣的呢?

在航空航天領(lǐng)域傳統(tǒng)的采用多采用金屬材料，因為高強(qiáng)度、耐高溫、高比模量等特征非常好的保證了我們在航空航天領(lǐng)域的研發(fā)和科技的推動。那在航空航天領(lǐng)域中研究發(fā)現(xiàn)，如果能夠減重1千克，大約能夠節(jié)省下1萬美元的燃料，碳纖維FR-4加工件，那在材料使用上面的科研就是我們研發(fā)的方向，還能非常好的提升火箭、飛船的負(fù)荷質(zhì)量，所以對于航空航天材料的重量和質(zhì)量是非常值得去關(guān)注的點。

在航空航天領(lǐng)域還有一個非常重要的點就是耐高溫性能，碳纖維復(fù)合材料是通過碳纖維束和樹脂進(jìn)行預(yù)浸到固化形成碳纖維預(yù)浸料，那在這個過程中，碳纖維FR-4加工件多少錢，為了更好的保證碳纖維復(fù)合材料耐高溫的性能，就可以進(jìn)行樹脂添加物，使得成型后的碳纖維制品具備非常好的耐高溫性能。

在整個航空航天材料的選擇上面就需要有重量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、變形小的特點，這一系列的特征都指向了碳纖維復(fù)合材料，當(dāng)然鈦合金也可以，但是鈦合金的資源太少，這也是為什么國家大力扶持碳纖維企業(yè)的原因，在國外技術(shù)不共享的情況，國內(nèi)大力推進(jìn)碳纖維復(fù)合材料研發(fā)的重要原因。

那碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中，大尺寸的碳纖維還沒有生產(chǎn)的先例，現(xiàn)在主要是進(jìn)行一些小零部件的生產(chǎn)，然后進(jìn)行機(jī)加工組裝，碳纖維FR-4加工件訂做，常見的有飛機(jī)尾翼，利用蒙皮進(jìn)行長桁組成，通過模具使得碳纖維制品進(jìn)行組合在一起，然后再進(jìn)行熱壓罐成型。

除了飛機(jī)尾翼，還有非常平尾、垂尾等。那在航空航天領(lǐng)域，我們被廣泛運(yùn)用的有整流罩、前緣、艙門以及內(nèi)部的材料選用，很好的保證了航空飛船的性能表現(xiàn)，在一定程度上減少了整體的重量，那在航天飛船的桶身應(yīng)用，采用多段桶身的生產(chǎn)后，然后進(jìn)行組成，從而生產(chǎn)出碳纖維復(fù)合材料的航空壁體，在這個過程中特別重要的地方就是銜接處。

碳纖維在上的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，機(jī)架、外殼、機(jī)翼等配件可以使用碳纖維復(fù)合材料來制作。與碳纖維的組合，將輕量化的優(yōu)勢發(fā)揮到了。讓我們來看看碳纖維機(jī)架、外殼等部件所具備的4大優(yōu)勢。      1、—體化成型     不僅要輕，更要復(fù)合動力學(xué)設(shè)計，往往需要自身具備高度的飛翼式氣動外形，這就非?？简炘O(shè)計和制作技藝了。碳纖維可以通過模擬和計算，采用模壓成型、熱壓罐固化成型等技術(shù)實現(xiàn)組件大面一體化成型的制作，幫助具備更出色的性能結(jié)構(gòu)。     2、比強(qiáng)度和比剛度大     的輕量化是有前提的，那就是需要自身的強(qiáng)度和剛度不能妥協(xié)。對于碳纖維復(fù)合材料的多番研究和測試，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于后，在比強(qiáng)度和比剛度上可以大大改善的綜合性能，加上減重優(yōu)勢，可以讓碳纖維大大提升飛行時間和飛行距離，增強(qiáng)了的實用性。     3、耐腐蝕和耐熱性好     的使用場景多是室外，風(fēng)力、濕度、溫度等自然環(huán)境的影響是需要充分考慮的，另外像、農(nóng)保等還需要考慮腐蝕、耐熱等因素的影響。碳纖維機(jī)架、機(jī)翼和外殼自身具備的耐腐蝕性可以很多的抵抗環(huán)境影響，極低的熱膨脹系數(shù)也可以幫助耐受高低溫場景。     4、可植入芯片或合金導(dǎo)體

為了降低自身重量，提高飛行速度和飛行時長，通常會選擇鈦合金來生產(chǎn)。隨著新型材料研究的深入，碳纖維、玻璃纖維等復(fù)合材質(zhì)的也相繼問世。其中，碳纖維因為強(qiáng)度和剛性更高等特別，備受青睞。 碳纖維的生產(chǎn)工藝一直都比較繁瑣，大量的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要人力的投入，因此就有人提出來，是否可以通過全自動的方式，完成對碳纖維的生產(chǎn)，碳纖維FR-4加工件訂制，自此碳纖維跟3D打印開始有了聯(lián)系。

3D打印的基材可以鋁合金、軟木、聚碳酸酯、鋼、玻璃纖維、碳纖維和鈦合金，其中鋁合金的使用頻次較高，鈦合金成本太高，碳纖維難度較大。  相信很多人了解過3D打印碳纖維相關(guān)的資料，有通過3D打印環(huán)氧酯主體，搭配碳纖維蒙皮的方式，也有上面所說的真3D打印碳纖維主體部件的方式，這些與傳統(tǒng)的手工設(shè)計和制作碳纖維的方式進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)精度和強(qiáng)度明顯相差好幾個檔次。 傳統(tǒng)手工碳纖維通過鋪層、熱壓成型、脫模、粗磨、噴漆、精磨、檢測等多道程序加工而成，其中熱壓成型采用高溫?zé)釅杭夹g(shù)，讓碳纖維預(yù)浸料之間更加密實，大幅度提升強(qiáng)度和韌性，讓碳纖維的使用壽命更長。對碳纖維有強(qiáng)度要求的企業(yè)，目前還是建議采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的廠家。

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