[本站综合DARPA官网2015年9月14日报道] DARPA发起“可剪裁原料与成型”(TFF)项目,旨在通过研发可剪裁复合材料原材料和可剪裁成型方法, 使多种军事(尤其是航空航天)系统的小型零部件制造更加简便、快捷、低廉。从而降低国防系统平台的制造设计与研发成本和缩短周期。
当前国防系统的制造工艺极其复杂,通常要求特殊的材料和工艺、复杂的认证条件和规范、专业的工具和设备,从而导致冗长的生产流程和高昂的成 本。TFF项目主要针对目前存在的复合材料原材料和工艺两方面问题寻求解决方案:一是复合材料重量轻,强度极高,但目前制造复合材料零部件的自动化系统只 有在制造超过20磅或更重的零部件时才有较好的经济性。轻于20磅的零部件通常由金属(例如铝)制造,金属尽管比复合材料便宜,密度却更大,增加了系统重 量,从而降低了系统性能;另一方面,在目前的复合材料制造中,研发将材料加工成产品的工具会耗费相当多的时间和成本,任何平台设计的改变都需要重新设计工 具,每个设计周期的加工过程需6~12个月,严重推迟生产时间轴。DARPA的防务科学办公室项目经理米克·马赫(Mick Maher)表示,通过TFF项目,DARPA将研发通用的低成本可剪裁短纤维原材料,具有可冲压和可模塑,以及满足航空航天标准的特性;以及针对该材料 的自适应成型工艺。自适应成型工艺能在相同的工作间制造多种零部件,从而将零部件平均加工和生产周期从6年缩短至3年(典型的周期包括一个初始设计和两个 再设计阶段),同时也能节约大量成本。
目前TFF正在寻求纤维研发、树脂配方和复合材料加工方面的专业技术。TFF项目若获成功,将采用不高于金属成本的复合材料降低军事系统重量,大幅减轻冗长且昂贵的再加工负担,为小型复合材料零部件设计开启新的设计空间。(中国航天系统科学与工程研究院 贾平)