北京冬奥会的举办,世界瞩目。一系列拥有碳纤维自主知识产权的冰雪装备、核心技术,同样惊艳无比。下面碳纤维生产技术小编对使用碳纤维材料制作的装备进行盘点。
1.由山西钢科生产的TG800碳纤维制作的雪车和雪车头盔助力北京冬奥会
由中国宝武太钢集团山西钢科碳材料公司生产的TG800碳纤维制作的雪车和雪车头盔,将助力运动健儿取得更好成绩。2017年6月22日,习近平总书记来到山西钢科碳纤维产业基地,考察高端碳纤维研发、生产、应用情况。“在过去的9年,钢科公司实现了技术、品种从无到有、从有向全的发展过程;2021年,年产1800吨高端碳纤维项目投产,今年四期项目也要完工投产。”山西钢科碳材料有限公司负责人常春报介绍,今后太钢将继续投资建设两条2000吨的生产线和一条试验线,“十四五”末将实现年产6000吨高端碳纤维,远期达到万吨产能。“太钢集团为我们提出的发展目标已经非常清晰,就是要我们做优、做大、做强,成为世界碳纤维产业引领者。”常春报信心满满。
2.上海石化为冬奥会火炬“飞扬”披上了碳纤维“外衣”
中国石化上海石化为北京2022冬奥会火炬“飞扬”披上了碳纤维“外衣”,是全球首次实现以碳纤维复合材料制作奥运火炬外壳,解决了氢燃料燃烧时火炬需要耐高温的技术难题,使其具有“轻、固、美”等特点,能够实现在高于800摄氏度的氢气燃烧环境中正常使用,相比冰冷的金属火炬外壳,“飞扬”更加让火炬手感到温暖,助力“绿色奥运”。碳纤维技术有着森严的技术壁垒,中国石化上海石化是国内较早研发碳纤维并进行产业化生产的企业。早在2012年,该公司采用自主研发的碳纤维成套技术,生产12K小丝束碳纤维。2018年,该公司成功试制出了具有国际先进水平的48K大丝束碳纤维。据悉,中国石化拥有自主知识产权开发的碳纤维技术,目前申请专利居国内第一、全球第三。
3.冬奥会开幕式上的发光杆是碳纤维做的
根据冬奥会开幕式道具师介绍,用于开幕式的发光杆采用了碳纤维复合材料,长9.5米,首端直径3.8公分,末端直径1.8公分,重量3斤7两。这根看似普通的杆不仅科技感满满,其中还充满了刚柔并济的中国美学!原来发光杆采用的是不锈钢的道具杆,重量有6斤,虽然重量不大,但是长度太长,导致杆子晃动厉害,难以控制。最终道具组想到了在鱼竿中广泛采用的碳纤维复合材料,不但重量轻、强度高,操控性也更好。
4.中材科技提供储氢瓶组,国家电投氢能46台氢能大巴服务冬奥
搭载着中材科技苏州有限公司(下称中材科技)的储氢气瓶的氢燃料电池汽车已陆续批量服务北京延庆和张家口两个赛区,助力2022冬奥会。据了解,此批氢能通勤大巴是由宇通集团和国家电投氢能公司合作开发的首批46台氢能通勤大巴,同时大巴全部使用中材科技生产的165L储氢气瓶组,设计续航里程可达630公里。该储氢瓶组不仅服务冬奥通勤领域,还帮助保温车为赛区内外提供物流运输服务。值得一提的是,中材科技为冬奥定制开发的53L储氢气瓶在张家口赛区的氢燃料电池警务巡逻车、消防巡逻车和邮政车上也得到了批量应用。
5.国产3D打印碳纤维速滑冰鞋助力冬奥
为了改变全球知名碳纤维速滑冰鞋均由欧美公司垄断生产的局面,河北经贸大学运动生物力学教授杨金田及其科研团队建立了速滑运动员脚型和足底的数据库、足底3D扫描与打印系统。历时1年多时间,成功研制出第一代高性能碳纤维复合材料速滑冰鞋。与中国高端速滑冰鞋相比,碳纤维冰鞋重量减轻3%-4%,冰鞋剥离强度提升7%。杨金田教授表示,团队将推进冰鞋的迭代,力争尽快进入产业化阶段。他还宣布,第二代国产冰鞋将能够与国外同类产品一较高下,实现对进口品牌的“弯道超车”,为我国冰雪运动发展增强“技力”。
6.碳纤维冰球杆亮相冬奥赛场
冰球杆基材碳纤维复合材料采取在制作碳纤维布时混入流体成型剂的工艺方法,将流体成型剂的流动性降低到预设阈值之下,并使碳纤维布的质量误差控制在±1g/m2-1.5g/m2;将碳纤维布制作的碳纤维球杆基材放入模具中,模具的充气压力控制在18000Kpa至23000Ka,并对碳纤维球杆基加热,以使冰球杆成型。流体成型剂用于附着在碳纤维布表面,一方面增加碳纤维布的韧性,另一方面提升球杆整体的结构强度。通过提供低流动性的流体成型剂,且模具的充气压力一定时,可保证碳纤维球杆基材表面仍然有足够的流体成型剂附着,并参与后续的成型过程中,充足的流体成型剂保障了冰球杆的韧性,使得运动员在挥打冰球杆时不易出现球杆开裂或折断的情形,确保冰球杆结实耐用。
7.碳纤维发热电缆助力供暖
为了让运动员阻隔冬季的寒冷,在张家口冬奥村,一种新型装配式外墙板及碳纤维发热电缆安装在运动员公寓里,既绿色环保又温暖舒适。据介绍,冬奥村运动员公寓房间内的地板下铺设碳纤维发热电缆,采用电供热,将电能直接转化为热能,减少热量损耗。所使用的电能也全部来自张家口的风能发电,清洁可再生,绿色环保。奥运村运营部工作人员表示,张家口冬奥村按照中国最高的绿建三星标准进行建设,通过采取一系列节地、节能、节材、节水措施,使冬奥村既符合绿色办奥的理念,又能充分满足冬奥会的需求。
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