先进复合材料具有高比强度、高比模量、可设计性好等优点，广泛应用于航空航天、轨道交通等领域的装备制造，是工业发达国家战略必争资源。保障和提升先进复合材料的供给能力，突破大型复杂复合材料构件的设计成形、加工装配、检测修复等精确制造技术，对支撑制造强国建设具有重要价值。

中国工程院单忠德院士研究团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第1期发表《面向2035年复合材料构件精确制造发展战略研究》一文。文章总结了国内外复合材料构件精确制造技术的发展现状及趋势，从高精密数控缠绕、复合材料自动铺放、复合材料预制体成形、纤维复合材料增材制造、高性能碳纤维生产等方面梳理了复合材料构件精确制造的关键技术与装备；结合基本态势研判了制约复合材料制造技术水平提升的“卡脖子”环节，提出了我国复合材料构件制造技术与装备的发展思路与分阶段发展目标。文章建议，组织建设国家级创新机构，设立国家重大专项支持，加强学科建设和人才培养，加强国际技术交流与合作，着力推动重大科学创新和关键技术突破，为国家重大工程和装备应用提供高质量科技支撑。

二、 复合材料构件精确制造技术发展现状及趋势

（一） 复合材料构件趋于大型化、集成化、整体化

（二） 复合材料制造装备趋于自动化、数字化、智能化

（三） 复合材料制造技术趋于结构功能一体化、可定制化

三、 复合材料构件精确制造关键技术与装备

（一） 高精密数控缠绕技术与装备

（二） 复合材料自动铺放技术及装备

（三） 复合材料预制体成形技术及装备

（四） 纤维复合材料增材制造技术及装备

（五） 高性能碳纤维生产技术及装备

四、我国复合材料构件精确制造发展思路和目标

（一） 发展思路

复合材料产业发展迅速，技术创新不断涌现，市场竞争较为激烈，工业发达国家在复合材料制造技术与装备领域占据着领先地位。国产复合材料制造技术的成熟度、工艺多样性均有不足，制品合格率、质量一致性亟待提升，而高端复合材料制造装备依赖进口的格局并未打破。近年来，涉及航空航天、国防军工应用的复合材料制造装备国际贸易控制加严，导致国内复合材料产品的国际市场供应难度进一步增加。为克服高端复合材料制造行业潜在的“卡脖子”风险，需全面加强复合材料构件精确制造领域的基础研发、自主创新和产业发展（见图1）。

（二） 2035年发展目标

五、 我国复合材料构件精确制造发展建议

（一） 建设先进复合材料制造技术与装备国家级创新研发机构

建议布局先进复合材料制造技术与装备国家级实验室。凝练重大战略需求，开展仿生复合材料、超材料 / 结构等前瞻性基础研究与技术探索，促进复合材料学科发展。围绕复合材料的制造工艺原理、制造过程控制、固化机理、缺陷形成机理等相关基础理论展开研究，提出重大科学技术问题，承担复合材料领域国家科技项目的组织实施。把握复合材料的材料结构一体化、结构功能一体化、设计制造一体化、检测预测一体化发展趋势，开展战略技术、前沿技术、关键共性技术研发，抢占未来产业发展制高点。梳理复合材料产业发展共性需求，发挥行业性辐射带动作用，推动科技成果转化与拓展应用。

建议组织建设先进复合材料制造技术与装备国家技术创新中心、国家制造业创新中心。针对复合材料领域前沿技术集成攻关和工程转化需求，快速形成核心技术体系和重大产品装备。建设复合材料制造技术与装备创新中心、工程实验室，开展复合材料预制体编织、复合材料增材制造、复合材料构件铺放 / 缠绕成形等核心技术攻关以及关键工艺试验研究，重大装备样机及其关键部件研制，高新技术产业化的技术开发。建成高校、科研院所、企业深度融合的创新研发体系，培育梯队结构合理、行业水平领先的复合材料技术创新团队。构建“产学研”长效合作机制，形成应用研究成果向工程技术转化的有效渠道，增强复合材料技术创新能力的平台支撑作用。

（二） 复合材料制造技术与装备列入国际合作重点领域与项目指南

建议组织建设复合材料制造技术与装备国际合作联合实验室，承担复合材料制造技术国际前沿或重大背景科研任务，持续产出具有科学和技术价值、体现原始创新的学术成果。吸引并汇聚国际创新力量和资源，在先进纤维复合材料多材料构件数字化制造、可调控超材料、生物组织与器官替代材料等前沿技术方向开展探索。发挥国际科技合作对人才培养的促进作用，培育引领学科发展、具有国际视野的学术领军人才。推动纤维复合材料增材制造、复合材料预制体数字化编织等技术方向的快速突破，提升复合材料制造技术与装备的国际竞争力。

建议发布复合材料制造技术与装备方面的国际合作及交流重点项目指南，积极利用世界科技资源，推动复合材料制造领域的战略型对外合作。提炼高精度、高效率、低成本的复合材料构件制造需求，支持我国科研人员参与国际大型科学研究计划，利用国际大型科学设施开展复合材料制造技术的国际合作研究。吸引国际高水平研究人员参与先进复合材料构件制造过程中的多机器人协同控制、工艺参数人工智能算法生成、机器视觉质量检测等前沿和创新研究，逐步由单一项目合作拓展至“项目 ‒ 人才 ‒ 基地”合作方式。

（三） 设立复合材料制造技术与装备国家重点研发计划专项或重点支持方向

面向科技前沿、面向经济主战场、面向重大需求，突出航空航天、轨道交通、汽车工业等重要领域，梳理复合材料“卡脖子”技术清单，开展复合材料制造技术与装备的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题，重大共性关键技术和产品研发，实施跨部门、跨行业、跨区域的研发布局与协同创新。通过国家重点研发计划专项等重点项目支持，培育一系列复合材料制造技术方向的核心专利，提高全行业尤其是重点企业的自主创新能力。

着力突破复合材料三维编织、复合材料增材制造、复合材料无损加工等关键核心技术，尽快研制大型构件均匀化快速灌注、低频振动制孔、低损伤编织、大尺寸增材制造、自动化填隙、高精度损伤检测与成像等数字化制造装备。通过复合材料构件数字化制造装备的规模化应用，解决批量、快速、柔性、低成本等行业瓶颈难题，为经济社会、重点装备发展提供持续性支撑。聚焦提升复合材料产业的国际市场竞争力，驱动关键共性技术研发，保障关联产业自主发展。

（四） 复合材料制造技术与装备列入重大基础研究计划项目和重点支持方向

建议发布复合材料制造技术重大研究计划基金项目指南，瞄准科学前沿，激励科学突破，提高原始创新能力。加强复合材料原创研究导向的机制设计和资助安排，鼓励创制储氢、超导、可变构相关的新概念、新构思、新方法、新工具，抢占科学制高点，增强自主创新能力。建议复合材料制造技术与装备列入重大研究计划支持方向，构建大尺寸复合材料构件跨尺度设计理论体系，突破材料 ‒ 构件 ‒ 功能协调优化设计技术，探明多目标、多参数建模方法以及形性精确调控机制，揭示复合材料构件宏微观结构变形演化规律与失效机理。

建议设立复合材料制造技术与装备联合基金，引导并聚合社会资源，充分支持复合材料基础研究。以“政产学研用”合作方式，协调并推动复合材料制造技术方向的科研资源与智力投入。构建复合材料精确制造基础研究发展体系和创新人才培养体系，培养适应产业发展需求的创新型人才，提升复合材料基础研究的原始创新能力和可持续发展水平。

（五） 加强产业政策引导，扶持复合材料企业创新发展

发挥制度优势，加强复合材料产业的政策引导。鼓励复合材料制造技术方向的资本投入，合理增加基础科学、产业共性技术、“卡脖子”关键技术的公共研发投入，支持龙头企业加大研发投入，实现关键产品尤其是高端产品的自主保障。提升高性能复合材料的自主保障能力，填补高端品种空白，满足国防装备研制需求。凝聚机械、软件、电子、自动化等学科的优势研究力量，合力解决高端复合材料制造装备的瓶颈难题，形成大尺寸、超大尺寸复合材料构件成形装备；建立具有国际先进水平的全天候复合材料构件成形和加工生产线，促进“技术 ‒ 装备 ‒ 应用”三位一体发展。

发挥市场在资源配置中的重要作用，扶持并激励复合材料企业创新发展。尽快完善高性能复合材料全产业链，优化项目实施水平，推动国产复合材料在重点行业与领域的高水平应用。积极扶持产业链上的中小企业，规范市场监督与竞争机制，为创新型中小企业提供良好的发展环境，激发创新创业活力。建立社会化的复合材料技术研发服务平台，健全知识产权保护和监督机制，为相关企业创新研发提供高水平的社会化科技服务。返回搜狐，查看更多