涂料復(fù)合纖維技術(shù)的問題

以高性能增強纖維，特別是以碳纖維為增強相的*復(fù)合材料，近年來在世界上了得到了人所共知的快速發(fā)展。*復(fù)合材料是典型的軍民兩用材料，*復(fù)合材料技術(shù)是典型的軍民兩用技術(shù)。

我國的復(fù)合材料事業(yè)起步并不晚，六十年代末進入復(fù)合材料領(lǐng)域，我們應(yīng)用的規(guī)模與水平，設(shè)計的方法與觀念，材料的基礎(chǔ)與配套，制造的工藝與設(shè)備均嚴(yán)重落后。落后是的，差距是越來越大了。

涂料復(fù)合纖維技術(shù)的問題

*復(fù)合材料對國方建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展有極為重要的作用，國內(nèi)對此長期認(rèn)識不足。復(fù)合材料能夠帶來20-30%的減重，相比之下，國外不是這樣，我們國內(nèi)認(rèn)識上時間遲后，高度上不到位，特別是有技術(shù)決策權(quán)的高層技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，這導(dǎo)致了我們今天應(yīng)用發(fā)展的嚴(yán)重落后。當(dāng)前*復(fù)合材料已在以航空航天為核心的國方領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、地面交通領(lǐng)域(包括汽車)、艦船領(lǐng)域、運動休閑以及廣大的工業(yè)等領(lǐng)域，開創(chuàng)了的發(fā)展空間和機遇，所以我們必須提高思想認(rèn)識，站在經(jīng)濟化的高度，以開放的思想，前瞻的目光和創(chuàng)新的思維，充分認(rèn)識大力發(fā)展*復(fù)合材料技術(shù)的重要意義和其光明的前景。

復(fù)合材料技術(shù)，包括碳纖維、芳綸等增強纖維技術(shù)，學(xué)科交叉，協(xié)作面廣，需要相關(guān)政府部門有力的組織、支持和投入。而在這方面我們和國外相比存在較大的不足和差距。

國內(nèi)與國外相比在復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域缺乏戰(zhàn)略上、整體上的規(guī)劃與研究，投資亦顯嚴(yán)重不足。致使我們基礎(chǔ)研究薄弱，預(yù)研不踏實，導(dǎo)致技術(shù)上落后，許多基礎(chǔ)理論和工程實際問題未獲解決和很好解決?；A(chǔ)理論方面如破壞機理與極限強度分析問題、從微觀損傷到宏觀失效問題、確定性和非確定性分析方法等問題；工程實踐上，如材料許用值與結(jié)構(gòu)設(shè)計值合理確定問題，質(zhì)量控制與標(biāo)準(zhǔn)合理制制訂等問題、性能測試與共享數(shù)據(jù)庫建設(shè)問題、大面積整體成型與膠接結(jié)構(gòu)的分析問題、使用保障與修理維護的問題等。以飛機設(shè)計而言國外普遍有20-30%的減重效果，而我們普遍達(dá)不到20%。實踐中諸問題的存在使復(fù)合材料的應(yīng)用置信度不夠，效果不足，使人覺得效益不大，花錢不少又麻煩不小，故普遍存在“不敢用、不好用、不愛用”的現(xiàn)象，實質(zhì)是“不會用”，極大地限制應(yīng)用的發(fā)展，說明預(yù)研遠(yuǎn)沒給應(yīng)用提供必要的技術(shù)基礎(chǔ)。

與金屬材料相比，復(fù)合材料應(yīng)用分外講設(shè)計、材料與工藝三者密切結(jié)合。但三者中設(shè)計是，這個舞不起來，擴大復(fù)合材料應(yīng)用就是一句空話。道理很簡單，設(shè)計之前本無復(fù)合材料，只有纖維和基體，復(fù)合材料是設(shè)計出來的。國內(nèi)三者中，設(shè)計這一環(huán)節(jié)顯薄弱，已嚴(yán)重制約了我國*復(fù)合材料應(yīng)用的發(fā)展。以航空航天為核心的國方部門尚且如此，其它民用部門情況尤甚。時至今日我們應(yīng)該明白：設(shè)計上不去，應(yīng)用起不來！

復(fù)合材料設(shè)計，包括計算分析，是一個專門的技術(shù)。上認(rèn)為培養(yǎng)一個成熟的復(fù)合材料設(shè)計師至少需要10年。國內(nèi)嚴(yán)重缺乏有經(jīng)驗的復(fù)合材料設(shè)計人員，已普遍影響到復(fù)合材料的應(yīng)用發(fā)展。如復(fù)合材料設(shè)計中有特色的乃是鋪層設(shè)計，但國內(nèi)很少有人真正掌握鋪層設(shè)計的原則和方法，弄不清材料許用值和結(jié)構(gòu)設(shè)計值的來源和用法。有些人知道一點強度理論，但不知道復(fù)合材料強度、剛度計算的工程方法，甚至不了解上通行的分析和驗證用的“積木式”（BBA-Building Block Approach）方法，很少有人具體掌握復(fù)合材料連接設(shè)計、疲勞耐久性設(shè)計、損傷容限設(shè)計、穩(wěn)定性設(shè)計、環(huán)境影響及其防護設(shè)計、修理設(shè)計等許多具體設(shè)計技術(shù)和要領(lǐng)。設(shè)計人員發(fā)不出符合上述諸原則的設(shè)計圖紙來，試問生產(chǎn)部門如何進行具體的選材和制造？復(fù)合材料*的連接設(shè)計，我們現(xiàn)有的計算方法仍是以前驗證過的方法，已有人指出并不太準(zhǔn)確。新的系統(tǒng)的方法我手中就有，但近年來推廣宣傳不夠，并未太用。

制造技術(shù)發(fā)展滯后，設(shè)備需改造更新
制造是現(xiàn)代復(fù)合材料技術(shù)中占有至關(guān)重要的地位，一切產(chǎn)品都要通過制造方能變?yōu)楝F(xiàn)實。制造技術(shù)包括制造方法、成型工藝、模具技術(shù)、無損檢測以及制造設(shè)備等諸方面的問題。與國外相比我們于該方面差距更大。有鑒于此，西方發(fā)達(dá)國家近年來紛紛制訂低成本的復(fù)合材料發(fā)展計劃，發(fā)展低成本的復(fù)合材料綜合技術(shù)。

創(chuàng)新是一個民族技術(shù)發(fā)展的靈魂，事關(guān)國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈，當(dāng)前國家十分重視和強調(diào)，近總理還在號召“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，但在復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域卻表現(xiàn)出重視不夠，創(chuàng)新能力不足，與外界相比缺乏原始技術(shù)創(chuàng)新。
如美國由國方部出面聯(lián)合工業(yè)界于1996年發(fā)起并執(zhí)行一個10年的低成本復(fù)合材料計劃，即的CAI(Composite Afforability Initiative)計劃，近年來總結(jié)認(rèn)為取得了巨大成果，并已用在F-35和B787等機型的工程應(yīng)用中，聲稱要給出一個設(shè)計/制造示范性的轉(zhuǎn)變，要降低總成本的50%。此外美國的各大飛機公司，如波音、洛克希德等也都有自己的低成本計劃。歐洲則繼TANGO計劃后又有ASK計劃等，此時要減輕結(jié)構(gòu)重量的30%，節(jié)省成本的30%，也是多國多部門聯(lián)合執(zhí)行。

低成本技術(shù)應(yīng)包括低成本的設(shè)計技術(shù)、低成本的材料技術(shù)、低成本的制造技術(shù)。其中核心是低成本的制造技術(shù)，因其占了成本的大部份額。以航空航天而言其占約80%的份額，民用則可占60%左右的份額。所以核心是要大力發(fā)展低成本的制造技術(shù)。這一點對民用領(lǐng)域尤其重要。如汽車領(lǐng)域應(yīng)用復(fù)合材料，筆者認(rèn)為其成敗的關(guān)鍵主要就在于快速成型的低成本制造技術(shù)的成功研發(fā)。

正確看待成本國內(nèi)也存在問題，國內(nèi)容易重視一次性投資成本，而忽視了綜合成本和全壽命成本。使用保障的內(nèi)容主要包括復(fù)合材料結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和使用中的可檢性、可維護性、互換性和可更換性，重要的是可修理性。當(dāng)軍民用復(fù)合材料大量投入使用后，修理問題必然會提到議事日程，修理問題不解決，應(yīng)用發(fā)展必將會受到嚴(yán)重影響，這是不言而喻的。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在制造和使用過程中必然會有各種缺陷和損傷，諸如分層、裂紋、沖擊損傷、表面劃傷、雷擊損傷以及戰(zhàn)傷等等。這些都需要修理。以修理技術(shù)而言，可包括修理選材、修理方法、修理設(shè)備，修理檢測和修理設(shè)計等諸多方面。國外自上世紀(jì)80年代初即已進行了系統(tǒng)研究，現(xiàn)問題已基本獲解決，但還在發(fā)展研究中。外場修理用的熱補儀、便攜式無損檢測設(shè)備等均已成套出售，人員多已完成上崗前的培訓(xùn)，修理規(guī)范已完成制訂，現(xiàn)正在向數(shù)字化、自動化修理前進。

隨國內(nèi)復(fù)合材料產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展，對相關(guān)專業(yè)人才提出了強烈的需求。目前的情況是缺乏掌握現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)和工程制造技術(shù)的人才，即人才現(xiàn)狀不能滿足應(yīng)用發(fā)展的需求。

發(fā)現(xiàn)問題就能及時的解決問題，我國是一個有五千年智慧結(jié)晶的國家，雖然現(xiàn)在涂料復(fù)合纖維技術(shù)還存在一定的技術(shù)缺陷，但是我們一經(jīng)發(fā)現(xiàn)了問題，并重視這些問題，慢慢的我國這項技術(shù)就會成為領(lǐng)前與世界各國的技術(shù)，我們在不斷改進，不斷地總結(jié)經(jīng)驗。