城市空中交通（UAM）是一種安全高效的空中交通系統(tǒng)，用于按需移動模式（ODM），已成為空中交通的前沿系統(tǒng)之一。

與商用飛機相比，生產(chǎn)量更大，尺寸更小，這就需要開發(fā)新一代復合材料和制造方法，以滿足ODM的經(jīng)濟性、安全性和對環(huán)境友好的要求。設計一種新型復合材料，采用對齊的短纖維增強，該復合材料可以高速沖壓成片狀，保證強度的同時重量輕，可裁剪，以滿足在航空航天領域中的應用條件。

特拉華大學（UD-CCM）開發(fā)了一種高度對齊的短纖維增強的復合材料原料（添加量大于57%的體積分數(shù)），能夠以高速率（工藝循環(huán)時間僅1分鐘）實現(xiàn)類似汽車的生產(chǎn)過程，其性能相當于航空航天級應用的連續(xù)纖維復合材料。該工藝可以實現(xiàn)將定制坯料一步成形為復雜幾何形狀。利用一套自動化生產(chǎn)設備，將纖維以一定速度轉(zhuǎn)換為零件，創(chuàng)建新的預浸料坯和定制坯料格式，用于模型驗證、數(shù)據(jù)庫生成和成型演示。

該技術是基于TuFF復合材料開發(fā)的零件設計工藝，以滿足航空航天應用性能的同時提高生產(chǎn)速度。結合實驗和建模的方法研究該技術。建模方面將側(cè)重于可視化和監(jiān)控加工過程中的纖維尺度的對齊機制，以保證高度對齊的短纖維層的機械加工效率，并通過實驗驗證模型用于零件的開發(fā)和工藝設計。

制造業(yè)研究、技術轉(zhuǎn)型和配套教育是下一階段努力的主要目標。美國國家航空航天局（NASA）的項目規(guī)劃圖（Roadmap）確定了UAM在未來15年內(nèi)的技術要求，到2026年開發(fā)出可運行的原型，到2031年實現(xiàn)技術的大范圍應用。ULI的目標是解決無人機制造和商用航空領域中復雜幾何形狀的復合材料部件制造中的技術障礙，以滿足航空航天性能要求的同時提高生產(chǎn)率，并將技術擴展應用。

高度對齊的短纖維增強復合材料的開發(fā)為該技術提供了可行性的條件，該復合材料可以像金屬一樣設計，沖壓成型，并像金屬那樣重復使用或回收。

配套教育是該項目的核心宗旨，將為本科實習生、復合材料制造專業(yè)的研究生以及與HBCU和行業(yè)合作伙伴的合作培訓/教育機構提供機會。該團隊還包括OEM/Tier 1合作伙伴、材料供應商和其他復合材料行業(yè)相關企業(yè)。

此文由中國復合材料工業(yè)協(xié)會翻譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請注明出處。