突破“卡脖子”难题！中国碳纤维复合材料加工技术实现跨越，高端装备制造迎来“减重革命”

在辽宁黄海实验室内，复合材料控形控性制造团队负责人王福吉手持一个碳纤维器件，语气坚定：“减重增效是所有装备发展的必然趋势。碳纤维的抗拉强度是钢筋的7倍、铝合金的8倍，但重量更轻。这样的材料能让火车跑得更快，导弹飞得更远。”

在这间聚集了国内顶尖科研人员的实验室里，一场关乎中国高端装备制造业未来的“材质革命”正悄然推进。从航空航天飞行器到高铁、新能源汽车，先进复合材料已成为衡量一国装备先进性的关键标尺。

技术突破：从“难加工”到“高质效”，一把钻头的逆袭 碳纤维复合材料的加工历来是行业难题。传统加工中，钻头在层层铺贴的碳纤维上打孔时，极易出现毛边、劈裂或分层损伤，导致价值数百万元的飞机复合材料构件报废。 辽宁黄海实验室团队发明了“反向剪切”和“微元去除”加工损伤抑制原理，开发出系列专用制孔工具。该技术使加工损伤显著降低，效率提升4至6倍，成本降低超过50%。 “就像用剪刀代替刀切，小刃变切为剪，实现高质高效加工，”王福吉指着实验室内的钻头解释道。这项看似微小的工具创新，让团队荣获国家技术发明一等奖。 产业落地：从“实验室”到“生产线”，国产技术替代国际方案 目前，该团队研发的直驱式、便携式加工装备，已应用于航空、航天等多家龙头企业，取代了国外原有加工技术。 以商用飞机为例，机身每减重1千克，一年可节约燃料费用3000美元。而碳纤维复合材料的用量，正成为衡量装备先进性的关键指标。 “实验室面向经济主战场，以市场需求为导向，推动技术产业化。”辽宁黄海实验室常务副主任刘巍表示，团队正积极突破关键技术难点，实现从技术并跑到领跑的转变。 工艺创新：缠绕与铺放一体化，破解复杂构件制造瓶颈 对于连续纤维增强树脂基复合材料，传统缠绕工艺适用于回转体，而复杂曲面构件需采用铺放工艺。团队突破单一工艺限制，开发出缠绕与铺放一体化工艺与装备，实现高性能复合材料产品的批量生产。 这一创新尤其适用于飞机蒙皮、高速列车车头等复杂曲面部件的制造，为国产大飞机、高铁等高端装备提供轻量化支持。 未来布局：新材料驱动新质生产力 团队正围绕复合材料成型过程中纤维形态的演化机制开展研究，重点突破热塑性复材复杂构件稳定成形工艺、专用加工工具等关键技术。 “我们不仅要控制构件的形状，还要控制其力学性能，”王福吉说。随着新能源战略的推进，先进复合材料在新能源汽车、船舶等领域的轻量化应用前景广阔，有望成为新质生产力的关键引擎。 从一把钻头的革新到整个工艺链的突破，中国先进复合材料正从“跟跑”向“并跑”“领跑”转变。当碳纤维复合材料在高铁、飞机、导弹上发挥其轻质高强的特性，中国高端装备制造的“减重增效”之路，也将越走越宽。