隨著輕量化、高強(qiáng)度、可回收成為高端制造領(lǐng)域的核心需求,熱塑性碳纖維復(fù)合材料憑借優(yōu)異的抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕性和可回收特性,正逐步取代傳統(tǒng)熱固性碳纖維復(fù)合材料,可用于航空航天、汽車工業(yè)、軌道交通、醫(yī)療器械、運(yùn)動(dòng)休閑等領(lǐng)域。
航空航天:用于低空飛行器、飛機(jī)制造;如飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼、結(jié)構(gòu)件,能有效減輕結(jié)構(gòu)重量,提升裝備性能;
汽車工業(yè):可制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件、車身框架等,提升零件強(qiáng)度,同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì),降低能耗;
電子領(lǐng)域:能用于制造具有特殊要求的電子封裝部件;
醫(yī)療領(lǐng)域:可制造定制化的醫(yī)療植入物,滿足生物相容性和力學(xué)性能要求。
在這個(gè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中,超聲波憑借其高效、精準(zhǔn)、綠色等優(yōu)勢(shì),通過(guò)焊接、裁切及檢測(cè)等技術(shù),賦能高端制造領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的創(chuàng)新應(yīng)用。
在航空航天領(lǐng)域,熱塑性碳纖維復(fù)合材料(CFRTP)憑借其輕量化、高強(qiáng)度、耐高溫及可回收的特性,已成為飛機(jī)制造的核心材料。在航空航天的空間環(huán)境下,傳統(tǒng)連接方式暴露出諸多短板。比如有機(jī)膠黏劑在真空環(huán)境下會(huì)發(fā)生釋氣現(xiàn)象,降低連接強(qiáng)度;使用機(jī)械連接的金屬緊固件不僅會(huì)因?yàn)樵鲋囟黾映杀?,而且其接觸界面在溫度循環(huán)中易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力集中,存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
超聲波焊接技術(shù)突破了傳統(tǒng)連接方式的局限,非常適合焊接熱塑性碳纖維復(fù)合材料。
超聲波焊接的工作原理是通過(guò)高頻機(jī)械振動(dòng),在焊接界面產(chǎn)生摩擦熱與黏彈性熱,使熱塑性樹脂達(dá)到熔融狀態(tài),在壓力作用下實(shí)現(xiàn)分子鏈相互擴(kuò)散,冷卻后形成整體性連接。
與傳統(tǒng)連接方式相比,超聲波焊接技術(shù)“無(wú)膠黏”、“無(wú)鉚釘”,在極端溫變環(huán)境中仍可保持接頭的可靠連接,應(yīng)用前景十分廣泛。
緊跟市場(chǎng)需求,國(guó)內(nèi)超聲波上市龍頭企業(yè)——驕成超聲(股票代碼:688392)研發(fā)出面向熱塑性復(fù)合材料的超聲波焊接/增材復(fù)合制造設(shè)備,將焊接與增材技術(shù)結(jié)合為一體,可實(shí)現(xiàn)熱塑性復(fù)合材料之間、金屬與熱塑性復(fù)合材料的連接,可用于復(fù)雜高精度構(gòu)件的加工與增材制造。
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驕成超聲推出了靈活的焊接解決方案,可提供單機(jī)、自動(dòng)化焊接站、點(diǎn)焊、連續(xù)焊等方案,以滿足科研院所、高校、工廠規(guī)?;慨a(chǎn)等不同需求,進(jìn)一步拓寬了超聲波焊接技術(shù)在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用邊界。
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碳纖維復(fù)合材料質(zhì)地特殊,傳統(tǒng)裁切方式會(huì)產(chǎn)生很多碎屑,邊緣易起毛,不僅影響產(chǎn)品精度,還可能造成材料浪費(fèi)。
超聲波裁切技術(shù)徹底解決了這一難題,其核心原理是利用 20kHz-40kHz的高頻機(jī)械振動(dòng),使裁切刀具與材料接觸時(shí)產(chǎn)生摩擦熱和機(jī)械應(yīng)力,在高效切割的同時(shí),確保邊緣整齊光滑。
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相較于傳統(tǒng)工藝,超聲波裁切優(yōu)勢(shì)顯著:一方面,高精度特性滿足了航空航天零部件、電子封裝件等對(duì)尺寸精度的嚴(yán)苛要求,切割誤差可控制在極小范圍;另一方面,能大幅減少碎屑產(chǎn)生,保持加工環(huán)境清潔,尤其適用于醫(yī)療植入物等對(duì)衛(wèi)生條件要求極高的場(chǎng)景。更關(guān)鍵的是,其 “切削力小、熱量小、形變低” 的特點(diǎn),可最大程度減少裁切過(guò)程對(duì)碳纖維復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷,避免因加工導(dǎo)致的性能衰減。![]()
驕成超聲的超聲波加工系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便,易于集成,展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)性與專業(yè)性。
碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)安全性和可靠性要求極高,任何微小的內(nèi)部缺陷都可能引發(fā)嚴(yán)重后果。超聲波檢測(cè)技術(shù)憑借其無(wú)損傷、高精度的優(yōu)勢(shì),成為保障碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量的關(guān)鍵手段。
驕成超聲自主研發(fā)的多軸超聲波掃描檢測(cè)系統(tǒng),集成AI算法與高頻超聲技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的精準(zhǔn)識(shí)別與智能判讀。
智能算法賦能:基于深度學(xué)習(xí)模型,系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別分層、氣孔、纖維斷裂等多種缺陷類型;
多維度成像:通過(guò)相控陣探頭與多通道同步掃描技術(shù),提升檢測(cè)效率。
驕成超聲在超聲波技術(shù)領(lǐng)域的深耕與創(chuàng)新,不僅獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可,更憑借硬核技術(shù)實(shí)力斬獲多項(xiàng)重要項(xiàng)目。
近日,驕成超聲成功獲得頭部飛機(jī)制造公司訂單,充分彰顯了國(guó)產(chǎn)超聲波龍頭的技術(shù)平臺(tái)優(yōu)勢(shì),標(biāo)志著公司的超聲波技術(shù)在飛機(jī)制造領(lǐng)域的應(yīng)用得到了權(quán)威認(rèn)可。
從焊接增材的創(chuàng)新突破,到超聲波裁切的精準(zhǔn)高效,再到檢測(cè)技術(shù)的質(zhì)量守護(hù),驕成超聲以全方位的超聲波技術(shù)解決方案,為復(fù)合材料的應(yīng)用賦能。
未來(lái),驕成超聲將持續(xù)深化與航空制造商的合作,深耕超聲波技術(shù)在復(fù)合材料領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,助力大飛機(jī)、低空經(jīng)濟(jì)、汽車工業(yè)等高端制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。