东华大学新突破,冷模具也能做出航空级复合材料，这项技术要改写行业规则？

他们没用复杂的加热模具，仅凭激光和特殊材料的组合，就做出了孔隙率低于1%、翘曲度几乎可以忽略不计的7毫米厚热塑性复合材料层压板。更关键的是，这项技术能在常压环境下实现固化成型，为航空制造的降本增效打开了全新空间。

不依赖高温高压，冷模具里的“精准锻造” 要理解这项突破的含金量，得先搞懂传统工艺的“痛点”。过去制造航空用热塑性复合材料，要么靠庞大的热压罐设备，用高温高压逼出材料中的孔隙、保证固结效果；要么依赖加热模具逐步固化，但稍不留神就会因温度分布不均，导致零件翘曲变形，尺寸精度失控。尤其是厚截面构件，内层和表层的固化差异的问题，一直是行业难题。

东华团队的思路，是用“精准加热”替代“整体高温”。他们采用激光辅助自动纤维铺放技术（AFP），搭配碳纤维增强低熔点聚芳醚酮（PAEK）预浸料，让激光像“精准手术刀”一样，只在纤维铺放的局部区域产生热量，使预浸料快速软化并与下层材料融合。整个过程中，模具始终保持常温状态，反而从根源上避免了因冷热不均产生的翘曲和内应力。

这种“原位固结”的方式，相当于边铺放边固化，省去了后续的高温处理工序。最终做出的7毫米厚层压板，孔隙率被控制在1%以下——要知道，孔隙是复合材料的“隐形杀手”，哪怕微小孔隙也会大幅削弱结构强度，而1%以下的孔隙率，已达到航空级核心部件的严苛标准。同时接近零的翘曲度，也意味着零件成型后无需额外矫正，直接就能进入后续装配流程。

材料+技术双加持，解锁常压外固化新可能 这项技术的成功，离不开“激光铺放”与“低熔点PAEK预浸料”的默契配合。传统热塑性复合材料如PEEK，熔融温度高达390℃，不仅能耗惊人，还对设备耐高温性能提出极高要求。而团队选用的低熔点PAEK预浸料，熔点大幅降低，搭配激光的精准控温，既能让树脂充分流动浸润碳纤维，又不会因温度过高破坏材料性能。

更值得关注的是其“常压外固化（OOA）”的潜力。在航空制造中，传统热压罐工艺不仅设备昂贵、能耗巨大，还受限于罐体尺寸，无法生产大型或复杂结构件。而东华团队的技术，摆脱了高压设备的束缚，在常压环境下就能实现高质量固结，无论是大型机身部件，还是对形状精度要求极高的精密构件，都能轻松应对。

用团队负责人陈程副教授的话说，这一成果印证了激光辅助原位固结技术在规模化生产中的价值，尤其适配那些对厚度、质量和精度都有严苛要求的场景。对于航空业而言，这意味着未来制造复合材料部件，既能省去热压罐、加热模具的巨额投入，又能提升生产效率和产品合格率，实现“降本提质”双突破。

不止于航空，这项技术的应用场景藏不住了 虽然这项研究最初瞄准民航领域，但它的应用潜力早已超出航空范畴。热塑性复合材料本身具备可焊接、抗损伤、耐化学腐蚀的优势，再加上这项低成本、高精度的成型技术，未来在新能源汽车、高端装备、轨道交通等领域都能大展拳脚。

比如新能源汽车的电池外壳，既需要轻量化以提升续航，又要具备高强度抗冲击性能，用这项技术制造的复合材料部件，能在减重的同时保证结构安全；而在轨道交通领域，复杂形状的车体构件，也能通过激光铺放技术实现一次成型，减少后续加工工序。

从实验室到生产线，还有一段路要走，但东华大学的这项突破，无疑为高性能复合材料的规模化应用按下了“加速键”。当冷模具也能做出航空级零件，当常压工艺能替代高温高压，我们有理由期待，未来的高端制造会更高效、更环保，也更具成本优势。而这背后，正是中国科研团队在材料与制造领域的持续深耕与创新突破。