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走近国产雪车 揭秘复合材料车体“贴膜”制造技术

走进航天一院七〇三所的厂房,各种航天设备映入眼帘,多种机器工作的声音嗡嗡响让人们在这里说话交流基本上靠“喊”。


厂房里多个航天产品同时在进行加工,硕大的起重设备随着十几米高的桁架前后移动,不时吊起一些设备零件;几名技能人员正围着一个飞船返回舱工作,高科技航天工业气息扑面而来。


记者走到第二代国产雪车旁,这是个正在加工的“半成品”雪车复合材料车体——两个模具分别内嵌着雪车的车头和车身,两名技能人员正弯着腰进行车身尾部保险杠部分的碳纤维复合材料预浸料铺贴,就像给“手机贴膜”一样,国产雪车项目技术人员吴嘉宁介绍说,后段保险杠处车体型面复杂,存在多处凸起微结构,所以在“贴膜”时相对来说比较有难度。


另一个贴膜难点在于车体内侧顶部。顶部有锐角凸起,形状不规则,且操作空间狭小,工作人员只能躺在车内来贴,操作难度很大。车里放着一个用胶带缠着叠起来的塑料布做的临时枕头,方便技能人员在车内操作。


用于航天领域的碳纤维复合材料应用到国产雪车上,简单说,就是要把这些碳纤维复合材料中间体像“贴壁纸”似的,一层一层贴在雪车车身模具表面,根据比赛过程中雪车受力和承载的差异,雪车车身不同部位厚度也不一样,需要贴的碳纤维复合材料预浸料的层数有所不同,有的部位层数达40多层,最少的也要贴十几层。可别小看这简单的“贴膜”技术,能不能贴得平整度高,如何避免气泡褶皱,这些都需要技能人员的经验、耐心和细心。在一些比较平滑的表面可以让年轻技能人员来操作,涉及车内有锐角凸起、异形等较高难度的部位,就需要十分有经验的技能人员来操作以保证材料能精准贴合模具。


国产雪车项目经理周宇递给记者一片碳纤维复合材料预浸料的样品,这非常像一张还未贴上墙的壁纸,这张纸是三明治结构,撕开上下两层的隔离保护膜,夹在中间的黑色碳纤维复合材料预浸料两面有黏性,轻薄、柔软、延展性好,呈细小的编织状。周宇介绍,国产雪车主要应用的是新型碳纤维编织物,编织的每一束碳纤维的单丝数量有6000根,而每一根碳纤维单丝的直径只有头发丝的直径的十分之一左右。


与车身相隔不到一米处是车头的模具。车头正在进行一个重要的环节——抽真空预压实。吴嘉宁告诉记者,每贴几层碳纤维就要进行一次抽真空,目的是去除贴膜过程中可能产生的气泡,并且把最新贴的几层膜给压实。绿色半透明的真空袋把车头和模具整体包裹得严严实实,旁边接入了一根管路连接抽真空机器,为了确保雪车的高质量成型,这样的抽真空预压实过程在雪车制造过程中会重复很多遍。


全车贴完十几层甚至几十层的碳纤维复合材料预浸料后,就可以把铺覆包封好的车体送进厂房尽头的“罐子”里了,所谓的“罐”指的是热压罐,铺层完毕的雪车在热压罐中进行加温加压的固化处理,最终成型。


正在制造的第二代国产雪车将于9月15日前交付雪车国家集训队,在交付后将进行赛道试滑并同步开展正式比赛装备认证流程,一切顺利的话,我们有望在北京冬奥会的赛场看到我国自主研发的雪车在国家雪车雪橇中心飞驰而下。


来源:中国体育报 傅潇雯


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