热塑复材的太空焊接应用突破的启示

NASA的太空探索计划正在重新定义极端环境下的制造可能性。在其“热塑性开发勘探应用”(TDEA)项目中,碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的超声波焊接技术,经历了从材料筛选到结构验证的全链条深度攻关。面对月球表面近300摄氏度的极端温差与高真空环境,研究团队系统评估了多种连接方案,最终确认为超声波焊接提供了独特的便携性、低能耗以及与机器人自动化作业的高度兼容性,是满足未来地外基础设施在轨建造需求的可行路径。

长达数年的研究取得了实质性突破。项目不仅成功验证了低熔聚醚酮(LMPAEK)材料体系的优异工艺性,更在结构件层级完成了令人信服的测试。焊接而成的L型支架,其接头强度达到了设计极限载荷的2.7倍以上,且所有失效均发生在母材区域,而非焊接界面。这一结果明确宣告:焊接质量已不再是结构的薄弱环节,经过优化的超声波焊接工艺,能够实现比复合材料基体本身更可靠的连接。这为在太空利用机器人进行自主化、模块化结构装配奠定了坚实的技术基础。

将一项经太空验证的尖端技术,转化为地面产业可用的生产力,是另一场至关重要的攻坚。昕劲增材科技专注于这一工程化落地环节。基于与之同源的工艺原理,昕劲开发了TKS WE系列多源集成焊接系统,旨在解决航空航天、新能源汽车等领域对热塑性复合材料高性能连接的现实需求。

昕劲的实践之路聚焦于可靠性与经济性的平衡。其设备实现了稳定的焊接强度输出,关键指标对标国际水准,同时通过核心部件的国产化与集成创新,将综合成本控制在国际同类设备的几分之一,使得高端复合材料焊接技术不再遥不可及。目前,该技术已在国内新能源汽车电池包壳体、eVTOL内饰结构等部件制造中得到实际应用,为客户提供了替代传统胶粘与铆接的可靠选项,助力客户在提升产品性能的同时优化制造成本。

从NASA在极限环境中验证技术的“可能性”,到昕劲在产业场景中实现技术的“可行性”,这条路径清晰揭示了创新落地的完整逻辑:顶层的原理突破与底层的工程应用,共同推动着先进制造边界的拓展。