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走进常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司(以下简称“宏发纵横”)的车间,车间内用玻璃、碳纤维等原材料制成的一根根丝线经过机器的巧妙编织,成为神奇的工业用“布”。这一卷卷“布”,实际上是高性能纤维多轴向经编织物,广泛应用于风力发电、轨道交通、航空航天、汽车工业、体育用品等领域。

项目名称:多轴向经编技术装备及复合材料制备关键技术及产业化

788Com,科技创新,企业是主体。在常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司的车间,记者看到一辆初具模型的公交车,不同于一般的公交车,它的车身不是金属,而是由碳纤维和玻璃纤维混合织物做成的。它不仅能使车身减重1.5吨,还能延长续航里程300公里以上。
这辆电动公交车是宏发纵横新材料科技股份有限公司为上海深龙开发的新产品,它与本月德国宝马最新推出的碳纤维i3电动汽车相比,在达到金属钢度的同时,其重量要更轻,成本更低。这也是我国汽车领域首次应用碳玻混合织物的高性能材料。此次,宏发纵横将开发5辆碳玻混电动车,目前已有两辆交付上海深龙。年内,宏发纵横还将投入2亿元,新建新能源汽车高性能复合材料部件生产线。
常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司是国内高性能纤维经编增强复合材料行业知名领军企业之一,公司是新标准认定的江苏省高新技术企业、国家火炬重点高新技术企业,主要产品为各类多轴向经编增强材料,年产能10万吨,产品广泛应用于风电叶片、交通工具轻量化、造船、建筑、体育等行业领域,产品在风电市场的占有率达30%。
近年来,公司积极进行“强身健体”的企业转型升级,积极向国内国际两个市场两条腿走路转变。通过了德国西门子集团和美国GE公司的国际认证,成为它们的全球供应商,增强了在国际市场上的影响力。与此同时,公司抢抓装载工具轻型环保化的发展机遇,加快了产品从航空航天领域向民用领域的转型,碳纤维产品已先后打入中航集团大巴车等供应链。
当然这些离不开企业的技术创新能力,公司建有“江苏省高性能纤维多轴向经编增强材料工程技术研究中心”、“江苏省新型轻量化经编材料工程中心”、“江苏省企业技术中心”、“江苏省博士后创新工作站”等省级研发平台和人才培养基地。先后与北京航空航天大学、东华大学、天津工业大学、北京化工大学常州先进材料研究院等国内知名高校、科研院所开展产学研合作,进行行业前瞻和关键技术的共同研发。
公司累计承担和参与国家及地方科研及技术改造项目10余项。其中,国家863计划、火炬计划、产业振兴计划各1项,参与国家科技支撑计划1项,承担江苏省科技支撑计划、重大科技成果转化各1项,省级技术改造项目3项,市级支撑及技改项目4项,全部完成验收。
公司先后获得江苏省科技进步二等奖1项、常州市科技进步奖2项、纺织工业联合会技术进步奖2项。获得授权专利96件,省高新技术产品5项,主持制定国家标准2项,参与制定国家标准1项。申请PCT专利2件,美国商标1件,获得中国驰名商标1件、江苏省著名商标、名牌产品各1件,省专利优秀奖1项。通过科技创新和知识产权管理工作的不断加强,有效提升了企业的核心竞争力。
公司副总经理唐小花说,“我们在2016年会积极抢抓新能源产业的机遇,预计今年投入5000万元以上的研发费用,做大做强碳玻混织物在风电和汽车领域的优势。”

宏发纵横,发端于1984年成立的国内外知名纺织机械企业——常州市第八纺织机械有限公司。1998年,宏发纵横从德国引进国内第一台玻璃纤维多轴向经编机,率先进入新材料行业。经过20年的努力,宏发纵横已经发展成为年产值11亿元、全球领先的高性能纤维(碳纤/玻纤/芳纶等)经编增强复合材料制造商,其产品在细分行业综合业绩排名全球前三。

项目完成单位:常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司、东华大学、郑州大学、常州市新创智能科技有限公司、常州市第八纺织机械有限公司、北京航空航天大学

沧州市技艺立异网。宏发纵横公司副总经理季建强自豪地表示,公司在快速发展中开创了“五个第一”:1998年,宏发纵横成为国内第一批进入高性能纤维经编增强复合材料领域的企业,推动了我国新材料行业的发展;2014年,凭借持续的自主研发核心技术,宏发纵横自主研制出中国第一台高速玻纤多轴向经编机,打破国外垄断;2015年,宏发纵横自主研制出中国第一台碳纤维多轴向经编机,填补了国内空白;2016年10月,宏发纵横美国生产与研发基地建成投产,成为行业内第一家在美国布局研发生产基地的企业;2016年12月,宏发纵横成功入选全国制造业单项冠军培育企业,成为高性能纤维经编增强材料领域唯一上榜单位。

随着国防军工、航空航天、轨道交通、风力发电、新能源汽车等行业的深入发展,对应用材料体系提出了轻量化、低成本、高效率制备的市场需求,高性能纤维多轴向编织技术及复合材料是满足这一要求的最佳解决途径。目前,高性能纤维的多轴向经编装备关键技术及其复合材料高效率制备技术被德国、日本等发达国家垄断,尤其是技术壁垒较高的碳纤维多轴向经编装备及技术、复合材料深加工技术严禁出口。国内多轴向经编材料制备及下游复合材料生产技术、效率与国外差距明显。因此开展多轴向经编装备关键技术及其复合材料应用技术研究极为关键。

梳理宏发纵横的发展历史,就会发现这家企业的与众不同。当同行们在传统纺织机械行业高歌猛进时,宏发纵横已开始在新材料领域试水;当大家转身进入新材料领域时,宏发纵横已成为行业标准的制定者以及关键设备的制造商。如今,凭借在新材料领域多年积累的经验和技术,宏发纵横正在向汽车、轨道交通乃至航空、航天领域的轻量化应用,发起冲击……

该项目围绕高性能纤维“多轴向织造-复材成型-加工应用”的产业关键环节和技术展开,掌握和攻克了多轴向经编技术、织物及复合材料低成本、高效率的理论基础及生产加工核心关键技术。主要技术内容创新包括:(1)碳纤/玻纤高速多轴向经编机核心技术和装备。突破了碳纤维恒宽在线展纤、多经轴单独捆绑、机器人智能储纱,开发了自由多角度铺纬,实现了纱线铺设精确度达到±0.5°,突破了多轴向经编机三十轴联动、整机智能控制等技术,建立了自学习光电纬纱状态感知装置与特征数据库。(2)低成本全规格碳纤、玻纤及混编多轴向织物及编织技术。攻克了低克重加密分纱玻纤织物编织技术,低成本大丝束碳/碳、碳/玻混杂层间全规格多轴向编织技术;发明了多角度铺纬机构,研发了碳纤和玻纤两种材料的恒速张力闭环控制技术、自动化混合铺设技术、张力协同控制技术等。(3)碳纤维增强热塑/热固编织结构复合材料快速成型技术。构建了碳纤维增强编织结构复合材料宏、细观性能预测、以及结构一体化优化设计方法,研发了我国独有的可回收热塑性碳纤维热压模具和成型工艺,首次实现了我国碳纤维增强热塑性编织结构复合材料汽车结构横梁的集成制造,研发了热固性树脂基复合材料快速成型及自动化单元装备技术,突破了大规模工业化生产的技术瓶颈。该项目属于新材料技术领域,涉及纺织科学、纺织机械、复合材料成型等跨学科领域,是高性能预制件至复合材料成型产业发展的关键关键技术重大创新。

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