超強(qiáng)材料結(jié)構(gòu) 直徑不足發(fā)絲十分之一

碳纖維，是一種含碳量超90%的超級材料，直徑不足發(fā)絲的十分之一，強(qiáng)度上卻可與鋼材媲美。它由有機(jī)纖維經(jīng)高溫碳化而成，如港航集團(tuán)所屬中威公司所采用的T700級12K碳纖維，以往多見于航空航天等領(lǐng)域。

碳纖維復(fù)合材料船舶，主要指采用“碳纖維三明治結(jié)構(gòu)”建造的船體。這種結(jié)構(gòu)就像三明治一樣，兩側(cè)是碳纖維材料，中間是輕質(zhì)芯材，并通過樹脂將兩種材料結(jié)合。它不僅大幅減輕船體重量，還通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使材料分布在最需要受力的位置，實(shí)現(xiàn)輕量化與高強(qiáng)度的完美平衡。

 

 

 

▲碳纖維織物（上圖）及三明治復(fù)合材料（下圖）

多項(xiàng)優(yōu)勢 輕量化、抗腐蝕、一體成型

輕量化，顯著節(jié)能

與傳統(tǒng)鋼船相比，碳纖維船體減重達(dá)70%，這意味著可配備更小功率的主機(jī)，大幅降低能耗與排放。尤其在電動船舶中，每減輕一公斤，都為電池續(xù)航拓展空間。

 

 

▲在受力相同情況下，碳纖維三明治結(jié)構(gòu)對比傳統(tǒng)鋼材減重大于70%

抗腐蝕、抗疲勞，壽命更長

碳纖維不易被海水腐蝕，無需像鋼船那樣頻繁防銹維修。其抗疲勞性能優(yōu)異，船舶使用壽命更長，二手保值率也更高。

一體成型，結(jié)構(gòu)完整

采用真空導(dǎo)流工藝一次成型的碳纖維船體，無焊接縫、無接駁點(diǎn)，船體整體強(qiáng)度和密封性遠(yuǎn)超金屬船，適合應(yīng)對惡劣海況。

領(lǐng)先的造船技術(shù)如何讓船舶更強(qiáng)更輕

碳纖維船舶的核心制造工藝是“真空導(dǎo)流成型”。這是一種在常溫下即可完成的一體化成型技術(shù)，環(huán)保且高效。其優(yōu)勢包括：

• 自由造型能力：可輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面與尖銳線型，提升船舶流體性能。
• 材料按需分布：在不同應(yīng)力區(qū)域精準(zhǔn)鋪層，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與極致減重。
• 綠色制造：生產(chǎn)過程中揮發(fā)性有機(jī)物被收集處理，更環(huán)保。

 

▲中威公司碳纖維復(fù)合材料船舶“新明珠”系列真空導(dǎo)流成型工藝

碳纖維船舶揚(yáng)帆廣闊新賽道

目前，中威公司已經(jīng)在粵港澳大灣區(qū)累計(jì)投入近20艘碳纖維船舶，積極響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略，優(yōu)化水上出行方式，為建設(shè)綠色環(huán)保的粵港澳大灣區(qū)提供現(xiàn)代化水上交通解決方案。

在電動船舶、高端客船、無人艇等領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料憑借其輕量化、高強(qiáng)度和設(shè)計(jì)自由度，為傳統(tǒng)船舶制造業(yè)注入新動能，助推行業(yè)向更輕盈、潔凈的方向發(fā)展。

 

▲中威公司建造的500客位碳纖維高速客船“新明珠6”

碳纖維復(fù)合材料船舶的應(yīng)用

不僅是材料科技的突破

更為綠色航運(yùn)提供創(chuàng)新發(fā)展路徑

將助力實(shí)現(xiàn)

航運(yùn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展

圖文|中威公司

來源|廣東國資