面向高性能碳纤维复合材料成型制造的缠绕机设计与控制关键技术及应用

成果基本信息
关键词：	缠绕机;成型;控制;卫星;高性能碳纤维
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9112016Y147	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	北京航空航天大学	技术水平：
评价证书号：		评价单位：
评价日期：	2013.11.30	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
本成果属于先进制造与工业技术专业领域。　　本研究重点突破了缠绕机浸胶和挤胶装置、导向和张力控制机构等多项关键设计技术，实现了碳纤维缠绕过程中张力、胶液温度及上胶量的数字多回路精准闭环控制，解决了其缠绕过程中出现的磨损、起毛、断丝等严重影响产品性能的质量问题，大幅度地提高了缠绕制品的强度和抗疲劳性能。相关成果已申请国家发明专利10项（其中，已获授权6项）。　　技术指标：张力控制系统可实现单束或多束（最大10束）纤维张力测量与控制，控制范围为5-500N，精度达到±1N；温控系统的优化布局设计和智能温控算法使胶液温度在室温至150℃范围内达到了±1℃的精度要求；新型大传动比柔性精密间隙调节机构实现了纤维上胶量的精准控制（精度达到0.05mm）。　　该成果突破了高性能复合材料成型的缠绕机设计和控制的技术瓶颈，取得了具有国际先进水平的技术成果。对于提高我国先进复合材料成型等高端制造装备技术的水平，满足高性能、高可靠和长寿命的航天产品制造与生产具有非常重要的价值和意义。同时将推动我国复合材料成型缠绕机的升级换代、技术革新和进步，提高相关产品和设备的国际竞争力。　　目前成果已进入成熟应用阶段，设备运行的安全性和可靠性高。北京卫星制造厂应用该系列缠绕机，已生产出包括遥感系列卫星的承力筒，嫦娥、北斗等卫星的太阳翼基板的面板等产品（占据我国近年来所发射卫星数量的80%以上），满足了国家航天重大型号工程任务的需求。近五年为企业直接节省材料成本两千余万元，创造产值上亿元。产生了较大的经济效益和重大的社会效益。　　本技术成果可进一步推广用于航空航天器的其它复合材料结构件的加工制造，如卫星整流罩、空间光学遥感相机镜筒、卫星发射器支架等。此外，在民用领域，本技术成果可扩展用于地铁车辆蜂窝车门、民航飞机改装隔板、卫星地面接收天线和太阳能电池基板、汽车关键支撑件等多种复合材料产品的先进制造装备中，具有非常重要的应用价值和广阔的市场。

成果名称：	面向高性能碳纤维复合材料成型制造的缠绕机设计与控制关键技术及应用	关键词：	缠绕机;成型;控制;卫星;高性能碳纤维
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	机械设计	三级分类名称：
研究起止时间：	2008.04 至2014.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	北京航空航天大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2013.11.30	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	9112016Y147
成果简介：	本成果属于先进制造与工业技术专业领域。　　本研究重点突破了缠绕机浸胶和挤胶装置、导向和张力控制机构等多项关键设计技术，实现了碳纤维缠绕过程中张力、胶液温度及上胶量的数字多回路精准闭环控制，解决了其缠绕过程中出现的磨损、起毛、断丝等严重影响产品性能的质量问题，大幅度地提高了缠绕制品的强度和抗疲劳性能。相关成果已申请国家发明专利10项（其中，已获授权6项）。　　技术指标：张力控制系统可实现单束或多束（最大10束）纤维张力测量与控制，控制范围为5-500N，精度达到±1N；温控系统的优化布局设计和智能温控算法使胶液温度在室温至150℃范围内达到了±1℃的精度要求；新型大传动比柔性精密间隙调节机构实现了纤维上胶量的精准控制（精度达到0.05mm）。　　该成果突破了高性能复合材料成型的缠绕机设计和控制的技术瓶颈，取得了具有国际先进水平的技术成果。对于提高我国先进复合材料成型等高端制造装备技术的水平，满足高性能、高可靠和长寿命的航天产品制造与生产具有非常重要的价值和意义。同时将推动我国复合材料成型缠绕机的升级换代、技术革新和进步，提高相关产品和设备的国际竞争力。　　目前成果已进入成熟应用阶段，设备运行的安全性和可靠性高。北京卫星制造厂应用该系列缠绕机，已生产出包括遥感系列卫星的承力筒，嫦娥、北斗等卫星的太阳翼基板的面板等产品（占据我国近年来所发射卫星数量的80%以上），满足了国家航天重大型号工程任务的需求。近五年为企业直接节省材料成本两千余万元，创造产值上亿元。产生了较大的经济效益和重大的社会效益。　　本技术成果可进一步推广用于航空航天器的其它复合材料结构件的加工制造，如卫星整流罩、空间光学遥感相机镜筒、卫星发射器支架等。此外，在民用领域，本技术成果可扩展用于地铁车辆蜂窝车门、民航飞机改装隔板、卫星地面接收天线和太阳能电池基板、汽车关键支撑件等多种复合材料产品的先进制造装备中，具有非常重要的应用价值和广阔的市场。
联系人：	王潇	成果登记日期：	2016-03-16
联系人email：		单位代码：	91100039
邮政编码222：	100083	联系人电话：	010-82338198
单位传真：	010-82328041	单位通讯地址：	北京市海淀区学院路37号
单位所在省市：		单位电话：	010-82317114
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	丁希仑;张武翔;徐坤;徐小明;邓慧超;吕胜男;王宝军;张沛;刘斐;闫德元	资源采集日期：	2017-02-20

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