新材智造 | 2024年全球航空航天八月资讯合集

科技   科技   2024-09-01 17:00   北京  

 1. 我国研究人员开发出一种制造结构锂离子电池的3D打印技术 

据Techxplore网站消息,中国上海大学研究人员利用3D打印技术成功开发出一种新型解耦结构锂离子电池,该电池不仅具有高承载能力和高能量密度,而且可以根据需求定制不同几何形状,适用于电动汽车、自主机器人和物流车辆等多种应用场景。这种电池通过结构框架在承载过程中保护储能材料,确保了出色的储能性能,为能源存储和利用提供了创新解决方案。相关研究成果发表于《复合材料科学与技术》期刊。

 2. 中航工业子公司与ÉireComposites签署航空复合材料合同 

ÉireComposites是一家从事纤维增强复合材料的设计、制造和测试公司,该公司宣布与中航萨克商用飞机有限公司(SACC)达成一项新协议,ÉireComposites将为空客A220制造内部组件。新合同是在ÉireComposites最近与Spirit AeroSystems合作的基础上签订的,该公司为商用飞机、国防平台和公务机或支线喷气式飞机制造飞机结构。

 3. 汉莎集团首次在777-200ER上采用仿鲨鱼皮技术 

据Aerospace Global News报道,自今年12月起,汉莎航空集团旗下子公司奥地利航空将成为第一家在其波音777-200ER飞机上采用仿鲨鱼皮特殊薄膜技术(AeroSHARK技术)的航空公司。据悉,这一改装计划预计将于2025年3月完成。AeroSHARK仿鲨鱼皮特殊薄膜技术是由汉莎技术和德国化学公司巴斯夫联合开发,模仿鲨鱼皮的鳞片结构,覆盖飞机机身和发动机短舱,通过减少湍流边界层来降低摩擦力。研究表明,鲨鱼通过这种方式可以减少约10%的阻力。

 4. Jamco America与Airtech合作进行3DP工具回收 

Jamco America Inc. 公司宣布与Airtech Advanced Materials Group合作,通过3D打印(3DP)工具回收推进航空航天制造。据报道,该合作伙伴关系将以更低的风险和成本以及更低的总碳足迹实现更快的成品生产。Airtech生产的LFAM模具使用其Dahltram I350CF热塑性树脂,这是一种完全可回收的聚合物。Airtech 正在进行的测试旨在验证适用于航空航天工具和模具等高性能应用的最佳混合配方。

 5. 美国Astron公司开发出热效率达到60%的新型内燃机 

据New Atlas 8月25日消息,美国Astron航空航天公司称开发出一种热效率达到60%的新型旋转内燃机原型H2 Starfire。这种内燃机燃烧氢气,采用汪克尔转子设计,没有行星齿轮或顶点密封,而是有两个反向旋转的转子,前半部分为铝制,用于发动机的进气和压缩;后半部分为钛制,用于膨胀和排气,可以完全消除对水冷的需求,减轻重量和复杂性,同时发动机使用了陶瓷涂层,以减轻热变形。

 6. Aurora宣布扩建密西西比州制造工厂 

Aurora Flight Sciences在密西西比州哥伦布市金三角地区机场附近启动了其制造工厂的重大扩建工程。该项目将增加新的自动化设备、机器人和无损检测(NDI)技术。Aurora的最新资本投资目前正在进行中,将支持增加公务机复合材料部件的产量,以及为Aurora的母公司波音公司生产MQ-25黄貂鱼复合蒙皮。该工厂还将为NASA的X-66可持续飞行演示飞机等项目制造部件。

 7. Sigmatex将美国碳纤维纺织品产能扩大50% 

碳纤维纺织品生产商Sigmatex已完成对其位于南卡罗来纳州奥兰治堡的北美工厂的碳纺织品解决方案(CTS)业务的重要投资。由于引入了新的生产单元,这项投资将使公司的织造能力扩大多达 50%,这将满足航空航天和国防应用对Sigmatex产品不断增长的需求。

 8. 美国家实验室与Fuse能源科技公司合作开发下一代脉冲功率技术 

美国桑迪亚国家实验室(SNL)与美国Fuse能源科技公司签署合作研发协议(CRADA),合作开发下一代脉冲功率技术。双方将利用SNL在高能量密度物理学方面的专业知识和Fuse在底层脉冲功率技术方面的优势。据悉,Fuse已经成功构建并测试了名为“TITAN”的底层脉冲功率技术演示模块,这是全球首个阻抗匹配的马克思发生器(IMG)脉冲功率驱动器。脉冲功率技术应用场景广泛,包括:军事领域的电磁脉冲武器(EMP)、高能激光武器,聚变能领域的高功率激光或离子束,空天领域的脉冲雷达等。

 9. 德国研究人员开发出无需人工皮肤的机器人触摸感知系统 

据technologyreview网站消息,德国航空航天中心一项最新研究突破了机器人与人类互动的技术障碍,开发出一种无需人工皮肤的触摸感知系统。该系统包含六个传感器,能够检测到设备任何部分上微小的压力,并通过算法精确测量力的大小和角度,从而确定触摸位置并分析人类试图传达的信息。这项技术被认为对未来机器人的触觉发展具有重要意义,有望实现更安全、更流畅的人机协作。相关研究成果发表于《科学机器人》期刊。

 10. 我国大型自主结构分析CAE软件SABRE系统2024版发布 

在第八届中国航空强度技术发展高峰论坛上,我国大型自主结构分析CAE软件SABRE系统2024版成功发布。以航空领域为例,SABRE系统针对航空产品典型特征,提供了丰富的非线性单元和本构,收敛稳定性优于同等国外软件;基于海量验证数据,实现数据驱动的破坏准则与损伤演化,具备渐进式破坏分析能力,求解精度和可靠性显著提升。在多型装备中进行了考核验证,破坏载荷与试验相比误差小于5%。

 11. 德国海克斯康推出新的部件检测技术以提高效率 

图源:Hexagon Manufacturing Intelligence

测量技术和信息技术提供商德国海克斯康表示,研发出新的自动化系统Presto XL检测单元,有望将航空航天部件的检测速度提高至少50%。Presto XL是1种无损检测(NDT)系统,使用激光检查部件而不会造成损坏,主要用于外部尺寸检测。Presto系统非常适合“大批量、低混合”部件,比如机身/地板面板和舱门等每架飞机都需要的多个相同部件。Presto系统的主要优势在于使用3D激光扫描实现检测过程的自动化和数字化,消除多个团队对部件进行物理处理和检查的需要,同时降低人员受伤风险。

 12. Goodman Technologies扩大AI纳米复合材料3D打印规模 

Goodman Technologies LLC及其合作伙伴在美国国家航空航天局(NASA)第二阶段STTR下开展工作,旨在探索AI支持的增材制造连续纤维陶瓷纳米复合材料 (CFCNC) 的扩大,以彻底改变热防护系统 (TPS)的制造。GT计划参与由投资者匹配的NASA商业化准备试点计划。该计划将结合并测试NASA的3D可打印酚醛树脂与GT的可重复使用热结构,并在NASA Ames ArcJet设施进行材料验证。

 13. GTL宣布其BHL复合材料技术取得突破性进展 

航空航天工程研发公司Gloyer-Taylor Laboratories Inc.宣布其混合层压 (BHL)复合材料技术取得突破性进展,该技术可用于管道和输送管线中的低温液氢 (LH 2)。LH 2是用于航天发射器的主要燃料,但空中客车和其他飞机原始设备制造商也在开发这种燃料,以实现零排放航空。

 14. NASA发现TP PI是优异的电线绝缘材料 

NASA发布一份评估热塑性聚酰亚胺(TP PI)绝缘性能的白皮书。NASA在位于俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心测试了美国塑料制造商BARplast的TP PI,发现TP PI是未来电动航空发动机的电线绝缘优质材料。研发人员将TP PI与高达25 wt%的微六方氮化硼(micro-hBN)进行混合和注塑成型。结果表明,TI PI是具有高工作温度、可熔融加工和导热的热塑性电气绝缘材料,可改善高功率密度电动机的热管理技术。

 15. Herone与合作伙伴使用A350生产废料制造MFFD的棒材 

图源:herone GmbH

德国热塑性复材开发商Herone、荷兰再生热塑性复材解决方案商Spiral RTC和帝人欧洲公司合作,将A350热塑性复材夹子/夹板废料回收再造成棒材,并用于全热塑性复材多功能机身验证件(MFFD)的冠状模块。回收材料来自柯林斯宇航的荷兰阿尔梅勒工厂所生产A350飞机的夹子和夹板的生产废料,Spiral将材料切碎以减小尺寸,随后混合到注塑成型颗粒中。棒材的最终部件由Herone制造,采用基于热塑性复材胶带的自动化编织工艺及固化工艺。

 16. 捷克开发飞机用压缩气态氢燃料储罐 

在捷克共和国技术局的支持下,捷克布拉格技术大学、捷克复材零部件供应商CompoTech和捷克飞机制造商Distar CZ a.s.合作开展“加压氢复材整体燃料箱”项目,旨在生产一个非标准形状的压缩气态氢(CGH2)燃料储罐验证件。该储罐将采用4型或无衬垫5型设计,以确保质量最小,且安全性最高,将集成到飞机的翼根处。该燃料储罐验证件长约2.5米,计划2025年完成生产。

 17. 西班牙ITP Aero公司首获EASA认证3D打印航发部件 

西班牙ITP Aero公司成为首个获得欧洲航空安全局(EASA)设计组织批准认证、西班牙航空安全局(AESA)生产组织批准认证的航空发动机设计制造公司,这些认证专门针对使用增材制造技术生产的结构部件。此次认证的部件是TP400发动机尾部结构的导流片,通过选择性激光烧结(SLS)技术进行3D打印。ITP Aero利用其专有技术,成功建立并认证了高温航空发动机部件的增材制造标准和规格。

 18. 西班牙ITP Aero公司首获EASA认证3D打印航发部件 

据TechXplore网站消息,日本日产汽车公司开发出一项创新的“冷漆”技术,旨在通过特殊涂层显著降低车内温度,提升驾驶舒适度。在东京羽田机场的测试中,该技术成功使车顶板温度下降12摄氏度,车内温度降低5摄氏度。这种“冷漆”不仅能反射阳光,还能产生电磁波以阻挡太阳光,有效转移车辆表面的热量。技术测试显示,冷漆产生的电磁波对人健康无害,日产希望未来能实现不消耗能源的汽车降温技术。

 19. 英国与瑞士在能源、制造等关键新兴领域开展技术合作 

据报道,英国与瑞士宣布联合资助关键新兴技术领域的26个创新项目。“创新英国”(Innovate UK)基金提供780万英镑(约1011万美元),瑞士创新署提供910万瑞士法郎(约1016万美元)。其中,能源和制造领域项目包括::基于先进金属有机框架负载材料的零排放过滤装置;开发先进复合材料实现电动飞机健康监测;将商用智能电动汽车与电网需求进行联动分析研究;用于住宅公寓的紧凑型城市智能电池系统;用于电动汽车的碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管;可穿戴机器人的可用性和人体工程学等。

 20. 美国研究人员在室温条件下打印出金属氧化物薄膜 

据knowridge网站8月18日消息,美国北卡罗来纳州立大学和韩国浦项科技大学等的国际研究团队,开发出一种在室温下打印金属氧化物薄膜的技术。该技术利用液态金属弯月面分离金属氧化物,实现了薄膜的连续打印。所打印的薄膜不仅透明且具有金属特性,导电性极高,且在高温下仍能保持性能。此外,研究人员还在聚合物上成功打印金属氧化物,制造出柔软且耐用的电路,即便折叠4万次也不损其完整性,为柔性电子设备的发展提供了新的可能性。

 21. 普惠公司利用增材制造技术革新军用发动机 

图源:3dadept

据3dadept网站报道,普惠公司在TJ150发动机的开发中,通过一种名为单元化(unitization)的增材制造技术,将部件总数从50多个减少到几个,降低了发动机重量和体积,加快组装过程,提高质量控制效率,并简化了供应链。此外,普惠公司还在F135发动机(配装F-35闪电II战机)的升级中采用了增材制造技术,通过3D打印技术制造的涡轮排气箱后缘大幅提升了生产效率和成本效益。

 22. 美国研究人员开发出 “直接声音打印技术” 

据南极熊3D打印网消息,美国研究人员开发出一种名为“直接声音打印(DSP)”的创新3D打印技术,该技术利用声波在人体内部打印植入物或支架,减少了手术的侵入性。DSP技术有望应用于医疗领域,特别是在需要减少手术创伤的复杂手术中。此外,该技术还可应用于对飞机机身内部等难以触及区域的维修。研究人员正在探索提高打印分辨率和准确度的方法,进一步开发这项新技术的潜力。

 23. Arceon推出用于太空和国防的新型CMC材料 

Arceon BV公司开发了Carbeon系列高性能碳纤维增强/碳和碳化硅基(C/C-SiC)陶瓷基复合材料(CMC),用于太空、国防和工业领域。Arceon利用其Carbeon CMC材料开发高性能固体火箭发动机喷嘴。Arceon的Carbeon-UHT(超高温)CMC将显著减轻喷嘴重量,同时承受高超音速压力和热负荷。这项创新旨在加速生产并简化制造流程,从而可能将成本降低 30-40%。此外,新设计有望在保持现有系统外形尺寸的同时提高性能。

 24. RTRC和UA合作开发可持续金属增材制造技术 

美国国家增材制造创新机构America Makes向RTX技术研究中心(RTRC)和亚利桑那大学(UA)拨款120万美元,以支持开展EARTH项目,旨在利用金属增材制造技术提高航宇及防务领域零部件生产的可持续性。研发团队将聚焦钛合金Ti-6Al-4V材料的增材制造,以实现更绿色、更可持续的制造方式,并将总体能源消耗减少50%。此外,RTRC和UA选择美国先进材料制造商6K Additive作为项目合作伙伴,通过后者的回收工艺,将废料/废粉回收转化为高品质、高价值粉末,以提高增材制造的环保性,并大规模降低成本。

 25. Rocket Lab开始安装用于火箭生产的大型AFP机器 

全球发射服务和太空系统公司Rocket Lab USA Inc.已开始在Neutron火箭生产线上安装据称是同类中最大的自动纤维铺放(AFP)机器。AFP机器将使Rocket Lab能够自动生产历史上最大的碳纤维复合材料火箭结构。AFP 机器还将用于打印更小的碳纤维复合材料中子结构、Rocket Lab电子运载火箭的第一级以及其他经过飞行验证的太空复合材料结构,包括航天器结构面板和组件、太阳能电池板基板、碳复合材料罐和主要结构,以及航空航天工业的定制项目。

 26. Polaris Spaceplanes接收MIRA II、MIRA III玻璃纤维机身 

图源:Polaris Raumflugzeuge GmbH

Polaris Raumflugzeuge GmbH正在开发一种可重复使用的太空发射和超音速运输系统。该公司对Aurora太空飞机的开发基于30多年的德国和欧洲太空飞机研究,该研究始于德国航空航天中心。为了验证该技术并加速这一发展,该公司建造并测试了一系列缩小的飞行演示器,包括MIRA以及现在的MIRA-II (VCN-007) 和MIRA-III (VCN-008)——所有飞机的机身均采用玻璃纤维增强复合材料夹层结构。

 27. 美陆军UH-60“黑鹰”直升机采用陶瓷基复合材料改进的涡轮发动机 

美通用电气航空航天公司6月底从美陆军接收两台T901-GE-900发动机,用于“改进型涡轮发动机项目”之下UH-60“黑鹰”直升机的集成和测试。该型旋翼机发动机使用3D建模、增材制造、陶瓷基复合材料和传统制造工艺零部件。此前,西科斯基公司已将T901发动机集成至“掠袭者-X”原型机上,并于2024年4月完成地面运行测试。

 28. Polar Technology开发创新储氢解决方案 

Polar Technology Management Group是一家专门从事金属和复合材料技术的工程公司,在支持“氢经济”的技术设计、开发和制造方面拥有丰富的经验。该公司开发出了用于压缩气体(CGH 2)和液体(LH 2)储存的复合材料解决方案。据悉,这种多腔储存容器的容积效率比目前的3型和4型CGH 2储存罐高出 25% ,从而实现了更加分布式的储存解决方案,对氢气驱动的飞机来说前景广阔。

 29. 日本日产开发新型“冷漆”技术 

据TechXplore网站消息,日本日产汽车公司开发出一项创新的“冷漆”技术,旨在通过特殊涂层显著降低车内温度,提升驾驶舒适度。在东京羽田机场的测试中,该技术成功使车顶板温度下降12摄氏度,车内温度降低5摄氏度。这种“冷漆”不仅能反射阳光,还能产生电磁波以阻挡太阳光,有效转移车辆表面的热量。技术测试显示,冷漆产生的电磁波对人健康无害,日产希望未来能实现不消耗能源的汽车降温技术。

 30. 美国Anduril公司公布“阿森纳”工厂建造计划 

据光电防务研究8月12日消息,美国Anduril公司宣布将建造“阿森纳”工厂,用于“大规模”生产自主武器。该工厂占地面积超过500万平方英尺(约合0.46平方千米),具备可快速重构能力,用于生产“协同战斗机”、巡飞弹、电子战系统和自主潜艇等武器装备。此外,该公司首席战略官克里斯·布罗斯表示,还将在澳大利亚等盟国建造第二家工厂,提升自主武器的生产能力。

 31. 美创企扩大3D打印规模,生产火箭发动机 

据报道,美国火箭推进初创公司大熊座(Ursa Major)在俄亥俄州扬斯敦开设了一个新的3D打印研究中心,用于生产火箭发动机组件和固体火箭发动机。该研究中心投资金额为1450万美元,其中400万美元来自JobsOhio拨款。俄亥俄州有较为完善的原材料、供应商以及美国制造计划支持的3D打印生态系统。新中心将专注于加速3D打印用航空航天材料的开发和鉴定流程。这包括用于固体火箭发动机的金属合金以及用于液体火箭发动机的铜镍合金。

 32. NASA从3DCeram购买C1000陶瓷3D打印机 

美国宇航局马歇尔太空飞行中心与雅各布斯太空探索集团合作,授予3DCERAM Sinto, Inc.一份C1000 FLEXMATIC陶瓷3D打印机合同,并将3DCERAM作为与美国宇航局合作的官方合作伙伴。该打印机将用于使用新的创新材料制造小型和大型零件和组件的样品,这些样品将在太空和其他极端环境中进行测试。美国宇航局-3DCeram合作伙伴关系的首批测试部件将立即在MISSE(材料国际空间站实验)计划下进行测试。

 33. GKN Aerospace启动奇瓦瓦工厂扩建,增强复合材料结构装配能力 

GKN Aerospace已正式启动其位于墨西哥奇瓦瓦州工厂的扩建工程,这标志着该公司面向北美市场的航空航天制造能力取得了重大进步。升级后的工厂将专注于复合材料航空结构的组装以及电线互连系统 (EWIS) 的生产,并引入了电线互连能力。GKN Aerospace 目前在墨西哥拥有三家工厂,服务于美国和欧洲的民用飞机和商务航空市场。奇瓦瓦州工厂专门提供先进复合材料和金属结构的组装、专业工艺和工程服务。

 34. 韩国浦项科技大学和美国西北大学合作开发新合金 

韩国浦项科技大学和美国西北大学合作开发出一种兼具高强度和高伸长率的可用于航宇和能源领域的新合金,解决了金属中长期存在的强度和伸长率之间的平衡问题。研发人员将铜和铝添加到铁基中熵合金中,以触发纳米级的周期性旋节分解。试验表明,与传统合金相比,使用该方法生产的合金结构完整性更佳,屈服强度达到1.1GPa,性能也提高187%。

 35. 美国SpaceX发布全新猛禽3火箭引擎,采用3D打印实现结构简化 

据SpaceX8月4日消息,美国SpaceX推出了全新的猛禽3发动机。简化了猛禽发动机、内化二次流道,以及为暴露组件添加了再生冷却,这些工作量是惊人的。因此第三代猛禽无需热防护罩,取消了热防护罩本身重量和复杂性,还有灭火系统。相比于二代猛禽,三代猛禽更轻、推力更大、效率更高。对此,马斯克表示主要原因是利用金属3D打印将许多零件(连接件、冷却、管道)直接打印到零件壁。

 36. 美国Group1公司开发出全球首款18650钾离子电池,可替代锂电池 

据newatlas网站8月5日消息,美国德克萨斯州的初创公司 Group1宣布推出全球首款采用18650 圆柱形外壳的KIB钾离子电池。该公司介绍,其新型钾离子电池可无缝集成到现有的LIB锂离子电池生产流程中,有望为传统锂离子电池提供一种可持续且经济高效的替代品。该电池利用Group1的旗舰产品Kristonite™与基于LiFePO4(LFP) 的 LIB 和钠离子电池 (NIB) 相比,实现了性能、安全性和成本的最佳组合。

 37. Tighitco为黑鹰直升机生产复合材料飞机结构系统 

Tighitco的复杂复合材料部门已被西科斯基飞机公司选中,用于生产增强BlackHawk UH-60直升机平台的气动结构系统。这种对所有Black Hawk平台上的先进系统的制造支持代表着至少为期5年的价值1.34亿美元的计划,将于2024年第四季度开始交付。新系统已经合作开发了近十年,将用于西科斯基的黑鹰UH-60直升机平台,作为飞机性能和安全性的关键组成部分。

 38. 美国研究人员开发出新型纳米成像技术,有助于深入探索二维和相变材料 

据phys.org网站消息,美国加州大学伯克利分校研究人员开发出一种新型纳米级光学成像技术,为二维材料和相变材料中的载流子动力学提供了新的观察机会。这项技术能够以高空间和时间分辨率观察材料的纳米尺度行为,有助于优化基于这些材料的先进设备性能。研究不仅揭示了MoS2等二维材料的激子复合和扩散过程,还发现了钒氧化物(VO2)在不同相变状态下的电子特性。这些发现对下一代电子和光电子设备具有重要意义。

 39. 日本研究人员开发出新型纳米级“立方体”片层材料,是生成氢气的优秀催化剂 

据miragenews消息,日本东京都市大学研究人员开发出一种新型的纳米级材料。这些材料由过渡金属硫化物“立方体”通过氯原子连接形成片层,显示出高效的催化性能。这一发现为设计新型纳米材料提供了新途径,有望在能源转换和催化技术领域带来突破。相关研究成果发表于《先进材料》(Advanced Materials)期刊。

 40. 加拿大研究人员研发出超级黑色木材,有望革新光学设备 

据phys.org消息,加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的科学家们研发出一种新型超级黑色木材,这种材料几乎能吸收所有光线,反射率低于1%。这种名为Nxylon的木材,可以在天文学中可以减少杂散光,提高图像清晰度;在太阳能电池中可以提高效率;在艺术和奢侈品领域,可以用来制作手表表盘和珠宝,替代昂贵的黑檀和玫瑰木。相关研究成果发表在《Advanced Sustainable Systems》期刊。

来源:中国航空新闻网、复合材料世界网、全球技术地图、spacenews、太空与网络、环球航空资讯、phys.org、miragenews、newatlas、环球航空资讯、voxelmatters、3dadept、中国科协航空发动机产学联合体、TechXplore、tctmagazine、光电防务研究、中国能源研究会核能专委会、科情智库、knowridge、双碳情报、aviationwee、航空周刊、复合材料世界网、Techxplore、technologyreview、New Atlas、Aerospace Global News
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