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【复材资讯】复合材料创新速度正在变得越来越快!

更新时间:2020-03-01 13:40:00点击次数:3927次字号:T|T

1899年,美国专利局专员Charles Duell说了这句著名但错误的话“所有可以发明的东西都已经被发明了”。


虽然他当时的某些臆测已经成为了现实,例如用于半导体的摩尔定律,增长周期无限延长;又或者“汽车制造商尽可能的使用动力总成技术,所以现在他们不得不依靠轻质复合材料来提高燃油效率”。 如果设备制造商公布了自己拥有的更高速度的新变速器或气缸钝化技术,几天之内就必然会出现一个公告反驳这种观点。这些年我已经看过太多这种场面。



“短时间内发生太多变化”


1970年,Alvin Toffler的《Future Shock》给人们普及了“短时间内发生太多变化”的感觉。但是回头去看,和现在相比,1970年似乎太过平静。通过一些评估,我们在过去两年内收集到了比以往更多的数据。


截止到2020年,整个地球预计会有500亿个智能连接设备。大数据、物联网和工业4.0都在促使我们向越来越大的“信息过载”飞奔。支持这一切的是计算机速度的不断提高(多亏有摩尔定律)和能够精确把信息放到我们指尖(或者眼睛、耳朵和大脑)的技术。


我们几乎还来不及舒服的使用一样新的技术产品或是手持设备,就会发现它已经被更加智能、快速和便宜的事物取代。



我们已经习惯了电子时代的快速创新发展,但是复合材料工业是否也会有这种快速发展时期呢?它是否在经历像电子技术一样的高速发展阶段呢?我相信是的。从我的角度来看,现在复合材料的创新速度之快是我从未见过的,并且影响深远。


第一个情况是创新轨迹在改变。


从20世纪70年代到20世纪90年代,在先进复合材料发展中,航空航天和国防工业一直起主导作用。但是近年来也发生了一些改变:例如,播音777X和F-35主要依靠于20世纪80年代开发的纤维和树脂系统。显而易见,市场行业开始占据主导地位。


第二个情况是,现在比以往更难确定各种复合材料的工艺水平。


当你觉得你知道谁是技术领先者,很快就会有人提出一个更好、更快、更便宜、更强大的方式实现相同目标。以高压树脂传递模塑(HP-RTM)为例,10年前,加工汽车顶板大小的零件,10-15分钟就认为相当快;3年前,这一时间降低到5分钟;而现在假如我们把树脂放入模具的速度足够快,树脂两分钟内就能够固化。


事实上,宝马公司可以使用湿压法在两分钟内制造许多碳纤维/环氧树脂汽车零件,这是过去“混合和灌注”过程高度自动化的结果。当可以如此简单的实现加工零件,谁还会需要HP-RTM呢?



其他的创新领域比比皆是。新的低成本和低能耗碳纤维前驱体、快速和低废坯预成型技术和结构嵌入式的热塑性成型技术都将被淘汰。虽然我们不能准确的预测复合材料的碰撞行为,但是我们做一些模拟演示。


而且还有聚合物3D打印技术。在短短三年内,可以打印的商品尺寸从鞋盒大小发展到打印完整的汽车和大型工具。最近,为波音公司打印的工具创下了能打印的最大商品记录,这记录在2017年之前一定会被刷新,或者更早。人们同样在研究金属3D打印技术,这将会改变模具行业。


就在几年前,还仅有几家公司有回收碳纤维复合材料的技术。但是现在已经有几十家公司拥有该技术。每一个服务提供商长期生存能力取决于它能否创造一个引人入胜的主张避免被淘汰。


第三个情况:我们在资本和研发上做什么投资可以两年内不过时?


随着零件成本的降低和市场发展,许多材料和工艺将会有更大的发展空间。然而,这就产生了第三个情况:这个新现象使管理人员的工作更加艰难,即我们在资本和研发上做什么投资可以两年内不过时?对这个问题没有简单的答案,但是可以确定的是,登上这列快速前进的火车肯定感觉很棒!

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