南卡大学将为未来城市空中交通打造碳纤维热塑性复材机身

南卡大学将为未来城市空中交通打造碳纤维热塑性复材机身


据南卡罗来纳州大学(以下简称“南卡大学”)5月18日讯,针对美国宇航局NASA提出的下一代航空航天系统,南卡大学的研究团队将采用先进的计算模拟、制造工艺和组装技术,旨在用碳纤维/热塑性聚合物来加工城市空中交通工具的机身。

随着NASA创建下一代航空航天系统,NASA已经通过一项为期四年、耗资570万美元的大学领导计划(University Leadership Initiative,ULI),而南卡大学工程与计算学院(University of South Carolina College of Engineering and Computing)成为5个参与2020 ULI项目的成员之一。

南卡大学将在博伊西州立大学、南密西西比大学(USM)、本尼迪克特学院和多个行业合作伙伴的支持下,重点通过采用原子、机身、空间方法来改变未来航空航天器的外观。他们将彻底改变用于制造飞机的材料和技术、零部件的生产速度和成本以及飞机的整体强度和耐用性。

南卡大学多功能材料和结构中心的前负责人,ULI的发起人Michel van Tooren说:“这是一个全新的仿真水平,也是一种新的制造方式。无须钻孔、紧固件、螺栓、螺母和垫圈,在结构的各个层面上通过使用热塑性塑料可以使它们全部融合在一起。如果成功,这个过程将使城市空中交通工具成为日常生活的一部分。”

博伊西的微米材料科学与工程学院(Micron School of Materials Science&Engineering)由助理教授埃里克·扬科夫斯基(Eric Jankowski)领导,他将从原子层面开始研究,利用分子动力学来表征热塑性聚合物及其共混物的物理行为。杰夫·威金斯教授和他的USM团队将利用博伊西对聚合物行为的深入理解,开发将聚合物和碳纤维结合起来形成热塑性胶带的工艺。该胶带将被转交给南卡大学研究团队,他们将使用自动纤维放置、连续纤维3D打印和感应焊接技术,将热塑性胶带转化为飞机螺旋桨和机身

Wout De Backer和Darun Barazanchy是南卡大学工程与计算学院团队的合作伙伴。Barazanchy将专注于研究的计算方面,开发一个能够在数值环境中模拟磁带结构的软件。De Backer将带来他在连续纤维3D打印方面的专业知识,这是一种在学院开发的尖端工艺,使其3D打印产品具有无与伦比的实力。

美国宇航局航空研究任务局(Aeronautics Research Mission Directorate,ARMD)创建了ULI计划,旨在从美国大学获得创新理念。这项耗资3280万美元的ULI拥有五个团队领导,包括南卡罗来纳大学、北卡罗来纳州农业技术州立大学、俄克拉荷马州立大学、斯坦福大学和特拉华大学。ULI将允许这些大学建立自己的团队,制定自己的研究路径,希望他们的研究结果支持美国宇航局ARMD相关研究。(钱 鑫 博士)

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