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走近國產雪車 揭秘復合材料車體“貼膜”制造技術

走進航天一院七〇三所的廠房,各種航天設備映入眼簾,多種機器工作的聲音嗡嗡響讓人們在這里說話交流基本上靠“喊”。


廠房里多個航天產品同時在進行加工,碩大的起重設備隨著十幾米高的桁架前后移動,不時吊起一些設備零件;幾名技能人員正圍著一個飛船返回艙工作,高科技航天工業氣息撲面而來。


記者走到第二代國產雪車旁,這是個正在加工的“半成品”雪車復合材料車體——兩個模具分別內嵌著雪車的車頭和車身,兩名技能人員正彎著腰進行車身尾部保險杠部分的碳纖維復合材料預浸料鋪貼,就像給“手機貼膜”一樣,國產雪車項目技術人員吳嘉寧介紹說,后段保險杠處車體型面復雜,存在多處凸起微結構,所以在“貼膜”時相對來說比較有難度。


另一個貼膜難點在于車體內側頂部。頂部有銳角凸起,形狀不規則,且操作空間狹小,工作人員只能躺在車內來貼,操作難度很大。車里放著一個用膠帶纏著疊起來的塑料布做的臨時枕頭,方便技能人員在車內操作。


用于航天領域的碳纖維復合材料應用到國產雪車上,簡單說,就是要把這些碳纖維復合材料中間體像“貼壁紙”似的,一層一層貼在雪車車身模具表面,根據比賽過程中雪車受力和承載的差異,雪車車身不同部位厚度也不一樣,需要貼的碳纖維復合材料預浸料的層數有所不同,有的部位層數達40多層,最少的也要貼十幾層。可別小看這簡單的“貼膜”技術,能不能貼得平整度高,如何避免氣泡褶皺,這些都需要技能人員的經驗、耐心和細心。在一些比較平滑的表面可以讓年輕技能人員來操作,涉及車內有銳角凸起、異形等較高難度的部位,就需要十分有經驗的技能人員來操作以保證材料能精準貼合模具。


國產雪車項目經理周宇遞給記者一片碳纖維復合材料預浸料的樣品,這非常像一張還未貼上墻的壁紙,這張紙是三明治結構,撕開上下兩層的隔離保護膜,夾在中間的黑色碳纖維復合材料預浸料兩面有黏性,輕薄、柔軟、延展性好,呈細小的編織狀。周宇介紹,國產雪車主要應用的是新型碳纖維編織物,編織的每一束碳纖維的單絲數量有6000根,而每一根碳纖維單絲的直徑只有頭發絲的直徑的十分之一左右。


與車身相隔不到一米處是車頭的模具。車頭正在進行一個重要的環節——抽真空預壓實。吳嘉寧告訴記者,每貼幾層碳纖維就要進行一次抽真空,目的是去除貼膜過程中可能產生的氣泡,并且把最新貼的幾層膜給壓實。綠色半透明的真空袋把車頭和模具整體包裹得嚴嚴實實,旁邊接入了一根管路連接抽真空機器,為了確保雪車的高質量成型,這樣的抽真空預壓實過程在雪車制造過程中會重復很多遍。


全車貼完十幾層甚至幾十層的碳纖維復合材料預浸料后,就可以把鋪覆包封好的車體送進廠房盡頭的“罐子”里了,所謂的“罐”指的是熱壓罐,鋪層完畢的雪車在熱壓罐中進行加溫加壓的固化處理,最終成型。


正在制造的第二代國產雪車將于9月15日前交付雪車國家集訓隊,在交付后將進行賽道試滑并同步開展正式比賽裝備認證流程,一切順利的話,我們有望在北京冬奧會的賽場看到我國自主研發的雪車在國家雪車雪橇中心飛馳而下。


來源:中國體育報 傅瀟雯


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