6月11日,日本国立研发机构NEDO正式宣布,在“面向航空领域的创新复合材料共性基础技术开发项目”框架下,启动碳纤维增强塑料(CFRP)高速大批量(High-Rate)生产技术的专项研发。
该项目由日本东北大学主导实施,项目致力于构建有助于成型工艺效率化和安全认证的解析工具及数据基础平台,聚焦2035年下一代单通道客机市场的战略需求,通过构建高精度仿真系统与材料认证数据库,突破当前CFRP制造效率瓶颈,优化CFRP成型工艺,为下一代飞机轻量化提供技术支撑。
项目通过革新复合材料制造技术,在强化日本航空产业竞争力的同时,还将通过实现航空器的轻量化来削减二氧化碳排放,为脱碳社会的实现做出贡献。
项目背景
在航空产业中,全球正在加速推进面向下一代单通道客机的开发,预计下一代客机将在2035年左右投放市场,其核心技术之一便是CFRP的高速大批量生产。
CFRP是一种轻量且高强度的复合材料,广泛应用于航空器的机体结构。与传统的铝合金材料相比,它能实现大幅度的轻量化,对减少燃料消耗和降低环境负荷有巨大贡献。然而,在当前的CFRP制造工艺中,实现稳定的成型较为困难,因此需要以下革命性的技术创新以及着眼于社会实际应用的数据基础平台建设:
能在短时间内实现稳定成型的技术
能保障安全性和品质的成型工艺解析工具
能应对材料认证的数据基础平台
基于这些需求背景,本项目将强力推进CFRP高速大批量成型工艺的优化开发,旨在实现复合材料制造的技术革新。NEDO将通过本项目,在强化日本航空产业竞争力的同时,通过航空器轻量化来削减CO2排放,为脱碳社会的实现做出贡献。
项目内容
专项名称:面向航空领域的创新复合材料共性基础技术开发项目
研发项目:CFRP高速大批量成型工艺解析及材料生产技术开发
该项目聚焦于面向下一代单通道航空(预计 2035 年左右投入市场)的碳纤维增强塑料(CFRP)高效率成型技术开发。因其对机体轻量化至关重要,当前制造过程存在成型不稳定问题,难以满足规模化高效生产需求,亟需进行根本性技术革新,主要开展 CFRP 高速大量成型过程优化开发,并构建适配社会实际应用的数据基础。
在实施周期与规模方面,项目执行期 2025 年至 2029 年,项目预算高达约3亿日元(约1490万元),这体现了日本国立研究机构对航空复合材料领域技术突破的高度重视与大力投入。
项目涵盖了多方面内容:首先,开发高精度模拟环境实现 CFRP 成型过程优化,以达成高效率生产,即:通过模拟技术优化生产流程,提高生产效率与产品质量稳定性;其次,为满足安全基准要求,项目将完善用于数据获取的基础技术,开展检证工作,通过建立可靠的测试与验证体系,确保新技术符合航空领域的严格安全规范,为后续推广应用奠定基础;再者,基于高效率成型过程,进行数据获取并构建材料认证通用数据库,整合生产过程中的各类数据资源,形成标准化、通用化的数据库,不仅支持当前技术研发,也为未来材料认证及行业共享提供数据支持。
从技术角度而言,开发高精度模拟环境有助于精准掌控 CFRP 成型过程中的各种参数、变化规律等,从而为优化成型工艺提供有力依据,提高生产效率与产品质量,满足下一代航空飞机对 CFRP 零部件在质量和数量上的需求。构建材料认证通用数据库能为后续材料选用、质量把控等提供全面且权威的数据支持,保障航空飞机的安全性与可靠性,同时推动 CFRP 在航空领域的广泛应用与发展。
综上所述,该项目的推进有望在多个层面产生深远影响。一方面,从技术层面突破 CFRP 高效生产难关,提升材料生产效率与质量,拓展其在航空领域的应用范围与深度;另一方面,从产业层面增强日本航空飞机产业在全球市场的竞争力,顺应航空业绿色发展趋势,为实现航空运输领域的可持续发展目标提供有力支持,其后续研发成果与应用转化值得业界持续关注。
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