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随着科学技术的发展,社会出现了越来越多的高科技产品,就是其中之- - ,像这类产品,因为要保证其承载能力和延长续航能力,所以

对于制造的材料肯定有不少要求,而碳纤维这种新型材料就被用来制作外壳,那么究竟碳纤维具有何种力量,能够充当制作外壳的材料呢?下面就来具体了解一下碳纤维制成外壳的一 些具体优势。

任何飞机都离不开一个主题,那就是减重,试想,如果很重的材料制成的壳体,那么需要消耗多少能量,而碳纤维密度小,重量轻,用

它制成的壳体能够起到减重的效果,减少耗能。在空中作业时,还面临着一个难题 ,那就是空气中的阻力。碳纤维拥有高强度的特点,能够抵抗飞行时的强大阻力。

在工作时会遇到不同的工作环境,和金属材料不同,碳纤维耐腐蚀性能突出,能够防止生锈。抗老化,可以长时间使用,延长续航能

力。






自动铺丝技术是在纤维缠绕和自动铺带技术的基础上发展起来的一种复合材料成型技术,对降低碳纤维复合材料构件制造成本,提高生产效率和构件性能方面具有极大的作用。       

与一般的碳纤维复合材料成型技术相比,自动铺丝技术可以实现每一根丝束的独立夹紧、切断和重送,甚至是每个丝束都能有各自的铺放速度,并根据构件形状自动切纱以适应边界,碳纤加工件价钱,减小废料率,并通过局部加厚、加筋、开口铺层补强等方式满足多种设计要求,适应大曲率复杂构件的自动化成型,特别适合带窗口的机身段、机翼大梁及带凹凸面的翼面铺放。      

 但是国内在该方面的技术起步很晚,南京航空航天大学在“九五”期间才开始调研该项目,后来,哈尔滨工业大学、武汉理工大学、北京航空制造工程研究所等才陆续着手该技术的相关研究。      

 而国外在该技术方面起步较早,美国在上世纪70年代就开始了自动铺丝技术的研究,经过几十年的发展,该技术在美国和欧洲的航空工业中得到了成熟和广泛的应用,例如波音B787“梦想”飞机在机身、机翼、垂尾、平尾、地板梁、后承压框等部位中大量使用了碳纤维复合材料,其中机身高达23%部分的碳纤维复合材料就是采用自动铺料技术完成的。       

目前国内的、复杂曲面的碳纤维复合材料构件基本上仍以手工铺叠为主,自动铺丝技术只在大飞机项目中的部位如碳纤维复合材料翼梁中得到使用,至于自动铺放设备的研制和实际应用基本上还还处于刚起步的阶段,这种状况极大地制约了碳纤维复合材料结构件在航空领域的大规模应用。


近些年来,航空业界热门的话题莫过于美国波音飞机公司的B-787型商用飞机,波音公司把这款飞机命名为“梦想”,碳纤加工件定制,其背后包含两层意思,其一是要挽回B-767与空客A-330竞争中的失利,随着世界民航市场份额不断流向空客,波音公司寄希望推出一款新的机型来实现重振昔日雄风的梦想;其二是该机性地采用了许多设计新概念和新技术,其中引人注目的是飞机结构采用了50%的碳纤维复合材料制造,这是的。应用碳纤维复合材料后,不但能够比它的上一代机型降低20%的油耗,碳纤加工件价格,而且具有更舒适的客舱环境。

之所以使用碳纤维复合材料,是因为它相对于已经使用长达半个世界的铝合金材料更具有轻质高强的优点,用碳纤维复合材料制造飞机结构,同铝合金相比,减重效果可达20%–40%,在节能减排上体现出巨大的经济效益和社会效益。要知道,飞机结构每减重11b,产生的燃油节能效益,都要用“百万美元”来计算。

也正是因为用了碳纤维复合材料,使制造工艺在有改进,B-787在总装时不再像以前那么复杂,比如B-787采用了复合材料整体机身,就代替了原来需要的1500张铝板和几万个紧固件。尽管碳纤维复合材料目前要比铝合金贵得多,梅州碳纤加工件,但这一不足已经通过改进制造工艺和降低制造成本而得到了弥补。

些外,B-787飞机许多设计上的新概念,比如客舱更宽敞、更舒适,窗口开得更大,视野更好,起飞降落噪声更低,采用智能监控,飞行更安全等,前提都是因为使用了碳纤维复合材料。

半个世纪以来,随着复合材料的优点被越来越多的人认识和接受,以及使用经验的不断积累,预言,今后20–30年碳纤维复合材料将迎来发展新时期,它的大规模采用将带来航空制造产业链革命的变革。


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