【一线讲述】

向“高”攀登，勇闯技术“无人区”

讲述人：中联重科中央研究院院长助理兼技术研究中心主任、起重机械关键技术全国重点实验室副主任 刘延斌

　　回想我们中联重科在研发以碳纤维材料为核心的全新泵车过程中，始终在用新技术赋能传统产业，积极促进产业高端化、智能化、绿色化。

　　工程机械作为包含臂架、支腿、车架等结构部件的作业装备，其结构的承载能力与轻量化水平是衡量装备性能的关键指标。但是，结构的承载能力和重量往往存在难以调和的矛盾，目前以高强钢为代表的传统金属材料，在设计与制造方面已经处于很高的水平，想要进一步突破，需要从新材料角度寻找技术突破口。

　　怀揣着用全新材料打造全新装备的梦想，我和团队把目光瞄准了碳纤维复合材料臂架技术。

　　碳纤维丝束像头发丝一样纤细，要想将它编织成粗壮刚强的轻质臂架，绝非易事。创新的道路从来不是一帆风顺的。在最开始探索试验阶段，虽然我们制定了很好的方案，但做出来的样品进到试验台，却连预期目标的十分之一都达不到。有专家说，既要把性能做好，又要把重量做轻，没有这么两全其美的事情。可我们研发团队偏不信邪，我们认真总结失败原因，反复论证设计方案，没日没夜地往返于办公室、试验场和工地，经过上百万次试验验证，终于建立碳纤维复合材料臂架设计与试验数据库，以精准的计算，找到了全新的碳纤维复合材料-金属混合结构方法。

　　有了可行的结构设计方案，我们又创新开发了碳纤维复合材料增材式一体制造成型工艺，采用我们国产碳纤维原材料和专用装备，实现了长度超10米、复杂异形的箱型臂架的高性能整体制造。经过严格的疲劳考核验证，碳纤维复合材料-高强钢混合结构臂架的寿命达到高强钢臂架的2倍，且具备与钢材相同的加工性能。

　　历经十年时间，我们终于成功研制出了混凝土泵车国产化碳纤维臂架，相对钢材料在同等强度下臂架可减重40%，开发出的泵车产品占领了该技术的制高点，推动了行业的轻量化进程，点亮了技术“无人区”。我们还在碳纤维复合材料结构中加入芯片传感器，实现轻量化与智能化的深度结合，这就如同在“骨头里面装神经”，可以对产品进行整体健康监测，为客户提供预测性维护服务。

　　未来，我们还将碳纤维材料与工程机械产品深度结合，给工程机械装备带来“轻”的革命；将传感元件与复合材料有机融合，给新材料带来“智”的飞跃。碳纤维复合材料在工程机械装备领域的应用，还等待我们不断探索。

　　项目团队：光明日报记者 张胜、禹爱华、龙军、赵嘉伟、王建宏、张锐、王胜昔、胡晓军、李玉兰、王洋 光明日报通讯员 戴思雨、宋晓丹、刘军旗

　　《光明日报》（2024年06月24日 07版）