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登錄體育器材的案例
2017全球碳纖維復(fù)合材料市場報告(四)
體育器材有著與工業(yè)產(chǎn)品迥異的“輕量化價值”,我們的汽車工程師可以在他的零件上算計每一分錢,個人購買體育器材時,他會因為1克重量和手感,毫不猶豫多支付幾百元。
先進(jìn)體育器材與科學(xué)訓(xùn)練方法正成為提高運(yùn)動成績的有力支撐; 在提升運(yùn)動成績的同時,先進(jìn)體育器材可獲得美譽(yù)度,利于器材在群眾體育中的推廣,形成品牌效應(yīng),從而形成高利潤產(chǎn)業(yè),并反哺競技運(yùn)動獲得更好的成績,為運(yùn)動員的退役后提供更多的職業(yè)選擇。體育器材是將碳纖維材料優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致的領(lǐng)域:陸海空、冰水雪,處處可見碳纖維料替代天然材料與金屬材料而產(chǎn)生的“更快、更高、高強(qiáng)”競技傳奇,也衍生出一輪輪波瀾壯闊的工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新輝煌。中華民族(含中國臺灣),是全球碳纖維體育器材制造大國,由于器材工業(yè)設(shè)計技術(shù)及品牌運(yùn)營經(jīng)驗的欠缺,我們守著一個全球最大潛力的市場,卻不得不面對“洋品牌漫天飛,制造工廠血汗化”的殘酷現(xiàn)實(shí)。“增強(qiáng)技術(shù)制造能力、集成國際設(shè)計經(jīng)驗、國家助力品牌運(yùn)營、競技產(chǎn)業(yè)共同進(jìn)步”,這就是時代與民族需要的先進(jìn)碳纖維體育器材強(qiáng)國計劃。
7.3. 風(fēng)電葉片應(yīng)用市場
2017年,低風(fēng)速風(fēng)場和海上風(fēng)電共同推進(jìn)了葉片的大型化發(fā)展,碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域持續(xù)高速增長。VESTAS在與臺塑簽訂碳纖維長期供應(yīng)合同之后,2017年6月,VESTAS與土耳其簽訂了為期四年,價值3億美元的梁帽拉擠板合同。去年年底到今年年初,ZOLTEK相繼宣布在墨西哥與匈牙利擴(kuò)產(chǎn),將目前的14,900噸產(chǎn)能提升到25,000噸。
2016年與2017年,中國風(fēng)電碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)還出現(xiàn)一個劇烈的變化:2016年,TPI (為VESTAS制造葉片)及VESTAS相關(guān)企業(yè)共進(jìn)口了2465噸碳纖維,而今年,這個集團(tuán)只進(jìn)口了240噸纖維,而市場的總量不變,這些差額主要由光威復(fù)材與江蘇澳盛承擔(dān)了。
展開 CFD在體育行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來方向
CFD將在如下方面有所作為:
模擬由于表面粗糙度和其他邊界層變化帶來的體育服裝的空氣動力性能的提高
具有更好透氣和吸汗功能的體育服裝的模擬
鞋底的優(yōu)化以提高全天候條件下的牽引力,事實(shí)上,CFD可以越來越廣泛地應(yīng)用在體育器材制造方面,如成型流動過程等
越來越多高爾夫球和高爾夫桿的空氣動力性能的CFD模擬
其它體育器材的空氣動力性能的進(jìn)一步完善,尤其是體育成績對體育器材依賴較強(qiáng)的項目,如:自行車、帆船、賽艇、雪橇、無舵雪橇、俯式冰橇等
自行車運(yùn)動員周圍外流場數(shù)值模擬分析
優(yōu)秀游泳運(yùn)動員在劃水姿勢、轉(zhuǎn)身技術(shù)的空氣和水動力模擬
帶自由面影響的水上運(yùn)動器材的水動力性能模擬
對優(yōu)秀運(yùn)動員生物醫(yī)學(xué)的CFD模擬,如肺與空氣通道以及動脈和血液流動分析的模擬。從CT和MRI掃描到CFD模擬在生物醫(yī)學(xué)界已經(jīng)很普遍了
越來越多的體育館、游泳池等場館仿真優(yōu)化改進(jìn)以便為運(yùn)動員和觀眾提供最佳的空氣條件及降低噪聲措施
運(yùn)動員在比賽時熱量釋放有關(guān)的熱交換和能量計算的仿真應(yīng)用。例如:具有好的散熱性能的頭盔設(shè)計
標(biāo)槍重心點(diǎn)對其氣動力影響以及飛行軌跡預(yù)測
CFD已經(jīng)廣泛地滲入到體育行業(yè)的基礎(chǔ)研究中,它在研究比賽裝備(鞋、衣服、頭盔)透氣舒適安全性、器材與空氣、水干擾現(xiàn)象,解決器材應(yīng)用體育工程實(shí)際問題等方面發(fā)揮了重要作用。CFD技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮在體育場館熱舒適安全性,固定路徑合理性,器材優(yōu)化等方面,CFD技術(shù)將發(fā)展器材與人交互優(yōu)化研究應(yīng)用方面發(fā)揮積極促進(jìn)作用。
未來,CFD軟件將在體育行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用……
展開 2017全球碳纖維復(fù)合材料市場報告(三)
風(fēng)電行業(yè),盡管碳纖維的用量已經(jīng)超過航空航天市場,但是,復(fù)材的收入?yún)s比航空航天低很多,甚至低于體育產(chǎn)業(yè)的收入。這是完全可以理解的,纖維采用低成本大絲束,成型采用最經(jīng)濟(jì)的拉擠工藝與單向織物層灌注工藝。拉擠工藝中,拉擠板材每公斤的成本幾乎與每公斤的碳纖維成本相當(dāng),軸向把纖維的力學(xué)性能發(fā)揮到極致,這是其他工業(yè)應(yīng)用需認(rèn)真借鑒的。
對比風(fēng)電,汽車復(fù)材不僅有低成本要求,還需要高節(jié)拍、自動化的制造工藝,經(jīng)濟(jì)的維護(hù)要求等,其應(yīng)用難度可想而知。
6.4. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-區(qū)域(10億美元)
總金額:126.5億美元
從上面的應(yīng)用市場分析,我們就可以發(fā)現(xiàn),美國因為有波音及軍用航空航天,成為最大的復(fù)材市場,而歐洲有空客、汽車、風(fēng)電產(chǎn)業(yè),盡管收入金額上小于美國,但碳纖維用量已經(jīng)大于美國。
日本盡管在碳纖維領(lǐng)域執(zhí)世界之牛耳,然而在復(fù)合材料及應(yīng)用方面,日本于歐美的劣勢還是比較明顯的。如果沒有三菱重工、川崎重工等企業(yè)承接波音公司的復(fù)合材料大部件的生產(chǎn),他的復(fù)材本土市場會更小。因此,日資碳纖維巨頭都加大了在歐美的生產(chǎn)布局,并購中間制品與復(fù)合材料國際專業(yè)公司。
亞太地區(qū),主要是中國大陸,中國臺灣與韓國。這個區(qū)域的最基礎(chǔ)的應(yīng)用是體育器材,同時,有望在風(fēng)電、汽車等工業(yè)應(yīng)用有相當(dāng)?shù)耐黄啤?6.5. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-制造工藝
總量:129.5千噸
樹脂基復(fù)合材料成型工藝,每年均有大量的工藝創(chuàng)新產(chǎn)生,無論是樹脂配方,纖維形態(tài),預(yù)成型方式,層合方法,固化方式,均可以做出創(chuàng)新。復(fù)材成型工藝,概括而論:將一維纖維固結(jié)成三維形狀的過程。復(fù)合材料工藝是個跨界借鑒的創(chuàng)新行為,廣泛借鑒了紡織、金屬成型、建材、塑料加工等傳統(tǒng)行業(yè)的工藝思想。復(fù)合材料工藝的難點(diǎn)在于成熟性和性價比。
航空航天、體育器材,超豪華汽車等領(lǐng)域,目前的主流工藝依然是預(yù)浸鋪放+熱壓罐工藝。
展開 鈦鋼、鎢鋼、不銹鋼的區(qū)別與應(yīng)用場景
鈦鋼具有良好的生物惰性,對人體無害,同時也有比較好耐腐蝕性能,所以經(jīng)常被應(yīng)用在制造假體、人工關(guān)節(jié)、外殼器械等方面;
4-體育器材領(lǐng)域。鈦鋼的重量輕且強(qiáng)度高,適合用在體育器材種,比如高爾夫球桿、自行車車架、網(wǎng)球拍等都非常適合使用鈦鋼材質(zhì)制造。
5-以及核工業(yè)、海洋工程、電子化工、汽車制造等多種領(lǐng)域中。
二、鎢鋼
鎢鋼并不屬于鋼,是硬質(zhì)合金。鎢鋼一般含鈷不含鐵。嚴(yán)格來說包含鎢鋼在內(nèi)的硬質(zhì)合金算是金屬陶瓷的一種;
1-建筑&機(jī)械制造領(lǐng)域;由于其具有高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨性等諸多特點(diǎn),鎢鋼通常被用于加固鋼筋混凝土、防爆門、防盜窗等建筑材料和制造刀具、車刀、銑刀等加工類工具。
2-化工&醫(yī)療領(lǐng)域;同鈦鋼一樣,鎢鋼也適用于化工和醫(yī)療領(lǐng)域。鎢鋼可用于制造耐腐蝕的容器、管道、泵等設(shè)備,也可以應(yīng)用于制造手術(shù)刀、醫(yī)療器械,輔助提高醫(yī)療器械的使用壽命和安全性;
三、不銹鋼
我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚,在改革開放之前,不銹鋼主要應(yīng)用于工業(yè)和國防中,隨著社會各方面經(jīng)濟(jì)力量的大力發(fā)展,不銹鋼材質(zhì)目前多用于餐具、家用電器、機(jī)械制造、建筑裝飾、煤炭等領(lǐng)域;
以上材質(zhì)均是目前市面上流行的cnc數(shù)控加工材料。歡迎大家來電垂詢、實(shí)地來訪擁有20年五金零部件加工、汽車改裝配件加工、攝影器材及音響設(shè)備精密零件加工、陽極氧化加工服務(wù)經(jīng)驗的深圳市一鑫創(chuàng)研公司。
展開 
一文帶你了解計算流體力學(xué)CFD及其應(yīng)用領(lǐng)域 附計算流體力學(xué)基礎(chǔ)任玉新下載
7
體育
隨著體育水平的不斷提高,特別是在奧運(yùn)賽場上,運(yùn)動員的水平都在伯仲之間,體育比賽的勝負(fù)差距非常微小,為了在比賽中獲得勝利,不得不為提高器材的性能投入大量的資金。體育器材的流體動力性能越來越重要,越來越多的優(yōu)秀運(yùn)動員、運(yùn)動隊以及體育設(shè)備制造商們,都在努力從先進(jìn)的流體模型中獲取比賽空氣動力的有利條件,越來越多的體育器材外形的研究成果逐漸為人們所認(rèn)可。同時,CFD不僅可以研究體育運(yùn)動器械等硬件設(shè)備,還可以對運(yùn)動員的運(yùn)動技巧進(jìn)行分析,針對不同運(yùn)動員的自身條件,通過計算分析,制定更為科學(xué)量化的競技動作和訓(xùn)練內(nèi)容。
下載地址:計算流體力學(xué)基礎(chǔ)任玉新
展開 一文帶你了解計算流體力學(xué)CFD及其應(yīng)用領(lǐng)域
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體育
隨著體育水平的不斷提高,特別是在奧運(yùn)賽場上,運(yùn)動員的水平都在伯仲之間,體育比賽的勝負(fù)差距非常微小,為了在比賽中獲得勝利,不得不為提高器材的性能投入大量的資金。體育器材的流體動力性能越來越重要,越來越多的優(yōu)秀運(yùn)動員、運(yùn)動隊以及體育設(shè)備制造商們,都在努力從先進(jìn)的流體模型中獲取比賽空氣動力的有利條件,越來越多的體育器材外形的研究成果逐漸為人們所認(rèn)可。同時,CFD不僅可以研究體育運(yùn)動器械等硬件設(shè)備,還可以對運(yùn)動員的運(yùn)動技巧進(jìn)行分析,針對不同運(yùn)動員的自身條件,通過計算分析,制定更為科學(xué)量化的競技動作和訓(xùn)練內(nèi)容。
展開 Abaqus纖維纏繞模擬之“草木皆可為劍”
“走馬機(jī)”編織過程
隨著人們對輕量化的追求,復(fù)合材料在工程上越來越得到重視,碳纖維纏繞成型結(jié)構(gòu)是比較常見的一種,比如某些油箱、高壓氣瓶、槍炮管、導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動機(jī)殼體等,具有很高的比強(qiáng)度和比剛度,目前碳纖維纏繞成型工藝越來越成熟,這種結(jié)構(gòu)也正在快速地應(yīng)用于體育器材、交通工具和醫(yī)療器械等民用產(chǎn)品。
纖維纏繞增強(qiáng)技術(shù)
碳纖維纏繞成型系統(tǒng)中的纏繞機(jī)有著類似于“走馬機(jī)”的運(yùn)行原理,一股股絲線錯綜復(fù)雜,運(yùn)行起來讓人眼花繚亂。
02—Abaqus纏繞模擬之“草木皆可為劍”
無論采用什么工具進(jìn)行問題分析或仿真模擬,一個核心思想就是抽象簡化,只要找到復(fù)雜系統(tǒng)中最重要的、最簡單的組分,然后把這部分的基礎(chǔ)問題剖析透徹,那么上一層級的問題就迎刃而解。
“草木皆可為劍”
要模擬“走馬機(jī)”絲線纏繞也是這樣的過程,我們只需要對最重要、最簡單的那一部分進(jìn)行剖析、建模就可以了。
“走馬機(jī)”Abaqus模型里最簡單的組分
簡單組分的圓形陣列
“走馬機(jī)”原理:導(dǎo)向環(huán)往復(fù)+圓周運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動
Abaqus纖維纏繞模擬
通過抽象思考進(jìn)行仿真建模,用最簡單的組分模擬復(fù)雜的過程,此為有限元仿真模擬之“ 草木竹石皆可為劍”。
展開 abaqus復(fù)合材料應(yīng)用
復(fù)合材料是一種具有優(yōu)異性能的材料,廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶、體育器材等領(lǐng)域。在復(fù)合材料的力學(xué)行為研究中,有限元分析技術(shù)是一種重要的手段。ABAQUS作為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的有限元仿真模擬軟件,優(yōu)秀的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得ABAQUS被各國的工業(yè)和科學(xué)研究中廣泛采用。通過合理的建模和分析,可以更好地理解復(fù)合材料的力學(xué)行為,為復(fù)合材料的設(shè)計和應(yīng)用提供參考。有限元仿真的基礎(chǔ)是模型的建立,根據(jù)許多學(xué)生反應(yīng),復(fù)合材料進(jìn)行建模是一個痛難點(diǎn)。
2017全球碳纖維復(fù)合材料市場報告(五)
體育器材是我國的碳纖維應(yīng)用的優(yōu)勢行業(yè),不僅是充分市場化的行業(yè),還是典型的為品牌服務(wù)的代工體系,用市場行為去打造自主品牌異常艱難,我國有宏偉的體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,如巧施產(chǎn)業(yè)政策,借助國家力量,支持品牌建設(shè)、可大幅度提升產(chǎn)業(yè)價值。去年國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)出現(xiàn)重大變化,VESTAS 將訂單從外資轉(zhuǎn)到本土企業(yè),帶動相當(dāng)部分國產(chǎn)纖維的需求,2018年可預(yù)期更大的驅(qū)動效應(yīng),對這類產(chǎn)業(yè)政策很難預(yù)計與規(guī)劃的市場力量,我們需保持充分的敬畏。國際碳纖維行業(yè)的低成本已經(jīng)形成潮流,各類低成本技術(shù)創(chuàng)新風(fēng)起云涌,其中,市場力量與產(chǎn)業(yè)政策在共同發(fā)揮驅(qū)動作用。
國際碳纖維低成本技術(shù)及思考
2016年初,《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報道的由日本NEDO領(lǐng)導(dǎo),東京大學(xué)、東麗、東邦、三菱人造絲等企業(yè)與院校合作開發(fā)的“創(chuàng)新碳纖維基礎(chǔ)技術(shù)”取得重大突破。這個報道中包含的技術(shù)信息與動態(tài),讓我們久久不能平息。該研發(fā)計劃抓住了熱穩(wěn)定化(預(yù)氧化)這個工藝的瓶頸問題,從PAN基原絲找到“既完成熱穩(wěn)定化,又能被溶液溶解”的聚合方式(也包含新型熱穩(wěn)定性前驅(qū)體原絲),通過此思路,可消除碳化線上的冗長、高能耗的預(yù)氧化工藝瓶頸,從而可采用更高速、高效的碳化(微波)與表面處理(常溫常壓等離子體)工藝,有望實(shí)現(xiàn)碳化線產(chǎn)能增加10倍的目標(biāo)。日本宣稱:目前使用的技術(shù)是近藤工藝(1959年,日本大阪工業(yè)試驗所的近藤昭男Dr. Akio Shindo發(fā)明了PAN基碳纖維的制備工藝,但制備的纖維性能一般,1963年,英國皇家航空研究所(RAE)的瓦特和約翰遜利用預(yù)氧化中反應(yīng)施加張力,而獲得高性能碳纖維,近藤與瓦特共同構(gòu)建了這個工藝路線,目前全世界依然是沿用該工藝,所以,準(zhǔn)確叫法應(yīng)該是“近藤瓦特工藝”)。
展開 復(fù)合材料研發(fā)中的“四位一體”
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谳p質(zhì)高強(qiáng)材料需求的增加,先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于航空航天、國防等尖端領(lǐng)域,已經(jīng)而且將更加廣泛地應(yīng)用于風(fēng)電、軌道交通、汽車、新能源、醫(yī)學(xué)、體育器材、機(jī)械、建筑等行業(yè)。復(fù)合,是材料達(dá)到新性能和新功能的重要途徑,有別于普通復(fù)合材料,先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料都是采用連續(xù)高性能纖維與高性能樹脂基體進(jìn)行復(fù)合來實(shí)現(xiàn)1+1?2的效果,在制造工藝方面也在強(qiáng)調(diào)控制成本(數(shù)字化、自動化、智能化)的基礎(chǔ)上注重工藝的可靠性、產(chǎn)業(yè)化性,采用更多的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、制造、檢驗方面有別于普通復(fù)合材料的高要求。復(fù)合材料的應(yīng)用會使產(chǎn)品更輕量化、會增加使用壽命、減少維護(hù)成本,從而達(dá)到更輕便、更節(jié)能、更環(huán)保、從而降低全壽命成本的目的。
在復(fù)合材料業(yè)界,常會聽到這樣的經(jīng)典句式:設(shè)計是先導(dǎo)、材料是基礎(chǔ)、工藝是關(guān)鍵、試驗是保障。這四句話,說明了在復(fù)合材料的研發(fā)中四個必要環(huán)節(jié)的作用及相互關(guān)聯(lián)性,四個環(huán)節(jié),相互依存,缺一不可。
設(shè)計是先導(dǎo):設(shè)計的先導(dǎo)作用體現(xiàn)在集成上,設(shè)計師在綜合考慮使用環(huán)境、載荷、壽命、可修復(fù)性、功能性等因素的基礎(chǔ)上還要兼顧制造的可行性、成熟度、可檢驗性,另外就是要考慮成本,民用產(chǎn)品更是要考慮成本的可接受性。
展開 干貨:復(fù)合材料研發(fā)中的“四位一體”
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谳p質(zhì)高強(qiáng)材料需求的增加,先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于航空航天、國防等尖端領(lǐng)域,已經(jīng)而且將更加廣泛地應(yīng)用于風(fēng)電、軌道交通、汽車、新能源、醫(yī)學(xué)、體育器材、機(jī)械、建筑等行業(yè)。復(fù)合,是材料達(dá)到新性能和新功能的重要途徑,有別于普通復(fù)合材料,先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料都是采用連續(xù)高性能纖維與高性能樹脂基體進(jìn)行復(fù)合來實(shí)現(xiàn)1+1?2的效果,在制造工藝方面也在強(qiáng)調(diào)控制成本(數(shù)字化、自動化、智能化)的基礎(chǔ)上注重工藝的可靠性、產(chǎn)業(yè)化性,采用更多的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、制造、檢驗方面有別于普通復(fù)合材料的高要求。復(fù)合材料的應(yīng)用會使產(chǎn)品更輕量化、會增加使用壽命、減少維護(hù)成本,從而達(dá)到更輕便、更節(jié)能、更環(huán)保、從而降低全壽命成本的目的。
在復(fù)合材料業(yè)界,常會聽到這樣的經(jīng)典句式:設(shè)計是先導(dǎo)、材料是基礎(chǔ)、工藝是關(guān)鍵、試驗是保障。這四句話,說明了在復(fù)合材料的研發(fā)中四個必要環(huán)節(jié)的作用及相互關(guān)聯(lián)性,四個環(huán)節(jié),相互依存,缺一不可。
設(shè)計是先導(dǎo):設(shè)計的先導(dǎo)作用體現(xiàn)在集成上,設(shè)計師在綜合考慮使用環(huán)境、載荷、壽命、可修復(fù)性、功能性等因素的基礎(chǔ)上還要兼顧制造的可行性、成熟度、可檢驗性,另外就是要考慮成本,民用產(chǎn)品更是要考慮成本的可接受性。
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干貨:復(fù)合材料研發(fā)中的“四位一體”
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谳p質(zhì)高強(qiáng)材料需求的增加,先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于航空航天、國防等尖端領(lǐng)域,已經(jīng)而且將更加廣泛地應(yīng)用于風(fēng)電、軌道交通、汽車、新能源、醫(yī)學(xué)、體育器材、機(jī)械、建筑等行業(yè)。復(fù)合,是材料達(dá)到新性能和新功能的重要途徑,有別于普通復(fù)合材料,先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料都是采用連續(xù)高性能纖維與高性能樹脂基體進(jìn)行復(fù)合來實(shí)現(xiàn)1+1?2的效果,在制造工藝方面也在強(qiáng)調(diào)控制成本(數(shù)字化、自動化、智能化)的基礎(chǔ)上注重工藝的可靠性、產(chǎn)業(yè)化性,采用更多的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、制造、檢驗方面有別于普通復(fù)合材料的高要求。復(fù)合材料的應(yīng)用會使產(chǎn)品更輕量化、會增加使用壽命、減少維護(hù)成本,從而達(dá)到更輕便、更節(jié)能、更環(huán)保、從而降低全壽命成本的目的。
在復(fù)合材料業(yè)界,常會聽到這樣的經(jīng)典句式:設(shè)計是先導(dǎo)、材料是基礎(chǔ)、工藝是關(guān)鍵、試驗是保障。這四句話,說明了在復(fù)合材料的研發(fā)中四個必要環(huán)節(jié)的作用及相互關(guān)聯(lián)性,四個環(huán)節(jié),相互依存,缺一不可。
設(shè)計是先導(dǎo):設(shè)計的先導(dǎo)作用體現(xiàn)在集成上,設(shè)計師在綜合考慮使用環(huán)境、載荷、壽命、可修復(fù)性、功能性等因素的基礎(chǔ)上還要兼顧制造的可行性、成熟度、可檢驗性,另外就是要考慮成本,民用產(chǎn)品更是要考慮成本的可接受性。
展開 復(fù)合材料研發(fā)中的“四位一體”
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谳p質(zhì)高強(qiáng)材料需求的增加,先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于航空航天、國防等尖端領(lǐng)域,已經(jīng)而且將更加廣泛地應(yīng)用于風(fēng)電、軌道交通、汽車、新能源、醫(yī)學(xué)、體育器材、機(jī)械、建筑等行業(yè)。復(fù)合,是材料達(dá)到新性能和新功能的重要途徑,有別于普通復(fù)合材料,先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料都是采用連續(xù)高性能纖維與高性能樹脂基體進(jìn)行復(fù)合來實(shí)現(xiàn)1+1?2的效果,在制造工藝方面也在強(qiáng)調(diào)控制成本(數(shù)字化、自動化、智能化)的基礎(chǔ)上注重工藝的可靠性、產(chǎn)業(yè)化性,采用更多的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、制造、檢驗方面有別于普通復(fù)合材料的高要求。復(fù)合材料的應(yīng)用會使產(chǎn)品更輕量化、會增加使用壽命、減少維護(hù)成本,從而達(dá)到更輕便、更節(jié)能、更環(huán)保、從而降低全壽命成本的目的。
在復(fù)合材料業(yè)界,常會聽到這樣的經(jīng)典句式:設(shè)計是先導(dǎo)、材料是基礎(chǔ)、工藝是關(guān)鍵、試驗是保障。這四句話,說明了在復(fù)合材料的研發(fā)中四個必要環(huán)節(jié)的作用及相互關(guān)聯(lián)性,四個環(huán)節(jié),相互依存,缺一不可。
設(shè)計是先導(dǎo)
設(shè)計的先導(dǎo)作用體現(xiàn)在集成上,設(shè)計師在綜合考慮使用環(huán)境、載荷、壽命、可修復(fù)性、功能性等因素的基礎(chǔ)上還要兼顧制造的可行性、成熟度、可檢驗性,另外就是要考慮成本,民用產(chǎn)品更是要考慮成本的可接受性。
展開 2020年Nature/Science氣凝膠回顧展:世界上最輕的固體材料
如今,氣凝膠已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,制造出如氣凝膠體育器材、氣凝膠電池、氣凝膠房屋、氣凝膠登山鞋等新型產(chǎn)品。
不過,要使氣凝膠產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶,似乎還需要一些時間。
相信未來,科學(xué)家們會研制出更多性能優(yōu)異的氣凝膠,并推動它們的廣泛應(yīng)用,造福人類生活。
本文介紹了2020年Nature/Science及其子刊發(fā)表關(guān)于氣凝膠的文章。
【1】Nature:二氧化硅氣凝膠的增材制造
隔熱材料最大的市場是二氧化硅(SiO2)氣凝膠,但它們致命的缺點(diǎn)是脆性,導(dǎo)致機(jī)械加工性差,與精確鑄造小物體的結(jié)合難度高,這限制了(SiO2)氣凝膠的應(yīng)用。瑞士聯(lián)邦Wim J. Malfait團(tuán)隊提出了一種直接的墨水書寫方法,可以從稀釋的(SiO2)納米顆粒懸?。ㄈ苣z)漿液中創(chuàng)建打印SiO2氣凝膠物體。由于凝膠顆粒的體積分?jǐn)?shù)高,油墨表現(xiàn)出剪切稀化行為,在打印期間容易流過噴嘴,但是在打印后它們的粘度迅速增加,確保了打印物體保持其形狀。打印后,硅溶膠在氨氣中凝膠化,隨后加工成氣凝膠。氣凝膠比表面積高(751 m2 g?1)和導(dǎo)熱率超低(15.9 mW m?1 K?1)。此外,作者還將之結(jié)合功能納米顆粒。該氣凝膠物體可用于熱管理,用作微型氣泵并降解揮發(fā)性有機(jī)化合物。文章"
Additive manufacturing of silica aerogels
"發(fā)表于《Nature》
(參考:
doi.org/10.1038/s41586-020-2594-0
)
【2】Nature Commun.
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