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复合材料微细杆(Z-pin)增强技术

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复合材料微细杆(Z-pin)增强技术

【技术领域】新材料

【技术开发单位】南京航空航天大学

【技术概述】微细杆(Z-pin)技术是二十世纪九十年代发展起来的一种层合复合材料层间增强的新技术,该技术基于不连续缝合线的概念,利用微细杆(Z-pin)的“钉扎”桥联效应。Z-pin技术将单向复合材料拉挤成细棒(通称Z-pin),并将其钉扎到未固化的预浸料或纤维预制体中,待完成固化后,Z-pin形成“锚固”的Z向增强材料。与其它三维增强技术相比,该技术具有更容易操作、便于控制工艺质量等优点,尤其适用于局部补强、轻质高强夹层结构制备和复合材料连接等。

【技术指标】

(1)轻质夹层结构:密度提高10~20%、强度提高1倍、刚度提高10倍;

(2)层合结构:层间拉伸强度提高40%、层间剪切强度提高80%、I型层间断裂提高5倍以上、II型提高4倍以上。

【技术特点】

复合材料微细杆(Z-pin)技术可以用于复合材料局部补强、复合材料连接增强和轻质夹层结构增强,与3D编织、Z向缝合等增强技术相比,该技术与被增强体同体系、适合于预浸料层合复合材料,具有植入密度可控、可设计性强、增强效果显著等特点,目前已应用于导弹耐烧蚀结构补强、战斗机复合材料结构连接、轻质抗坠毁结构等。

【先进程度】国内独家

【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

【适用范围】

军用:导弹弹体、固体火箭发动机耐烧蚀防热层、战斗机复合材料结构连接补强、直升机抗坠毁结构、重型火箭燃料箱防护罩、军用防护等。

民用:

大型民用飞机机身、机翼等承力结构补强、壁板加筋连接增强、舵面、地板类、整流罩、内饰等夹层结构增强;

民用直升机:尾椎夹层结构、轻质抗坠毁结构;

民用无人机:轻质高强抗坠毁结构;

汽车:轻量化车身防滚架、复合材料车架连接、安全防护结构;

轨道交通:轻量化车身、高速车头;

船舶:轻质甲板;

石油管道:管道接头连接增强;

风电:叶片轻质高强结构;

【专利状态】国防专利5项(已解密)、发明专利10项。

【合作方式】合作开发 技术服务)

(1)合作资质:具有军品生产所需“四证”。

(2)投资需求:寻求投资扩大产能,Z-pin增强预制体产能实现20000m2/年、K-cor、X-cor等轻质高强结构产能实现5000m2/年,资金需求2亿元,实施周期24个月。

(3)合作研发。面谈

(3)技术服务。面谈

【预期效益】

防热层等军用领域应用,现有市场应用规模在5000万元以上,通过进一步推广规模可达1亿元以上。民用领域可以广泛应用于民用航空、汽车、油气管道、轨道交通等领域,市场保守估计需要10亿元以上。

【产品展示】

Z-pin拉挤设备 



Z-pin预制体制备系统轻质夹层结构


超声植入机器人


】 【打印

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