氫能作為一種零碳能源，具有來源豐富、潔凈環保、燃燒值高、無污染、可儲運等一系列優點，被譽為21世紀最具發展潛力的二次能源。氫能利用形式廣泛，氫燃料電池汽車、燃料電池叉車、燃料電池電站、通訊基站應急備用電源等氫能利用典型產品已逐步推廣，這對解決世界面臨的能源和環境問題具有重要意義。

氫能利用完整鏈條包括生產、儲存、運輸、應用等幾方面，而決定氫能是否廣泛應用的關鍵是安全可靠的儲氫技術。車載儲氫技術主要包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固體儲氫和有機液體儲氫。其中，高壓儲氫因具有設備結構簡單、壓縮氧氣制備能耗低、充裝和排放速度快等優點而備受重視，是目前占絕對主導地位的氫能儲輸方式。

復合材料儲氫氣瓶由內至外包括內襯材料、過渡層、纖維纏繞層、外保護層、緩沖層。儲氫氣瓶進行充氣的周期可能較長，而氫氣在高壓下又具有很強的滲透性，所以氫氣儲罐內襯材料要有良好的阻隔功能，以保證大部分的氣體能夠儲存于容器中。

汽車的傳統軸在過往一般使用鋼鐵材料制作，這種材料的傳動軸彎曲固有頻率比較小，在汽車高速行駛的過程中性能不佳，采用兩段式式結構也存在不少弊病。碳纖維復合材料汽車傳動軸能夠很好的解決這個問題，有效提升汽車性能。

汽車傳動軸的受力情況比較復雜，尤其要承受很大的扭矩，對材料性能要求較高。碳纖維增強復合材料具有各向異性、比強度高和比模量相對較低的特點，替代金屬材料作為傳動軸可較好的滿足使用需求。碳纖維傳動軸不僅可減輕重量60%，而且具有更好的耐疲勞性和耐久性。應用實例：豐田86碳纖維傳動軸僅5.53kg，減重50%；蘭博基尼第六元素概念車使用碳纖維連桿取代鋼制連接件，重量減輕40%-50%。

隨著復合材料相關技術的發展，帶纏繞、鋪放成型技術呈現出多工藝復合化、成型設備精密化、CAD/CAM技術應用日益增多、成型設備與機器人結合化、熱塑性樹脂基復合材料逐漸增多及新型固化技術不斷應用的發展趨勢。經過 40 余年的研究與發展，我國復合材料纏繞、鋪放成型制造技術的研究和應用已初具規模，但仍然面臨著國外技術的嚴密封鎖與技術儲備的嚴重不足。由星火機床集團公司聯合武漢理工大學研發的多軸聯動復合材料數控纏繞設備正式交付委托方。由此，長期依賴國外的復合材料纏繞設備“卡脖子”難題得以徹底解決。

多軸聯動復合材料數控纏繞設備

這次交付用戶的設備是國家重點項目關鍵設備，是集新工藝、新材料制造技術、自動控制技術等為一體的智能化高新技術產品，能夠完成各種非金屬玻璃纖維、碳纖維復合材料產品的筒形、球形、錐形等形狀的纏繞加工生產。該設備主要有自動化程度高、精度高、可靠性強等特點，突破了國內很多的技術瓶頸，解決了國內（技術）卡脖子問題，填補了國內空白。

纏繞工藝未來發展方向

1）生物基“以竹代塑”

竹纏繞復合材料，以水溶性氨基類樹脂為膠黏劑，采用纏繞工藝加工成型的新型生物基材料，屬于新型生物基材料。竹纏繞技術，打破了數千年來人類對于竹子的應用形成的固有認識，開啟了傳統竹產業變革的新征程。竹纏繞復合材料技術可以廣泛應用于市政、水利、建筑、交通、石油化工、海洋、航天、國防建設等多個領域，對于國民經濟發展具有重要作用。

竹纏繞技術是我國獨立研發、具有自主知識產權且可產業化的一項新技術，可用于制備竹纏繞復合材料或纏繞式竹材制品。竹纏繞技術以循環可再生的竹材為原材料，充分利用竹材的軸向拉伸 性、彎曲柔韌性及其內部相互連通的孔隙結構，通過纏繞成型工藝制造竹產品，加工工序簡單，自動化程度高，顛覆了木工產品制造工藝，在環保、性能、成本等方面均具有顯著優勢，可廣泛應用。隨著竹纏繞技術熟化，使得其在多個領域用竹產品替代鋼材、水泥、塑料、玻璃成為可能，且對于實現竹資源高效循環利用，盤活閑置竹資源，增加就業機 會，實現鄉村振興具有重要意義。

目前，竹纏繞技術總體處于初始發展階段，進程較為緩慢。在纏繞原料標準化、材性研究、竹材種類選擇、膠種選擇、工藝設計和纏繞技術等方面 需要進行深入的機理性探究，以期獲得更加全面且豐富的竹纏繞技術體系。在產品適應性優化設計 與制造方面，產品的設計與制造應將竹材自身結構 的特殊性與目標產品的實際應用相結合，通過優化工藝參數，實現不同使用環境下的產品適應性設計與制造。在產品機械化程度方面，竹纏繞技術的應用潛力巨大，進一步開發竹纏繞產品類型、拓寬其應用領域的前提是提高機械化水平，從而提升竹纏繞技術經濟效應和競爭能力。

國際竹藤中心與浙江鑫宙竹基復合材料科技有限公司研發的竹纏繞產品

2）高精度多軸纖維纏繞

高精度多軸纖維纏繞生產線是生產制作高精度、高強度等高性能纖維纏繞制品的生產線，主要由纏繞機軌道或門架、驅動床頭、床尾、纏繞小車、浸膠系統、導絲嘴翻轉裝置、伸臂進給裝置及紗架、電子氣動伺服張力控制系統、加熱裝置、PLC控制系統和電氣控制系統及安全防護系統等部分組成。能滿足各種樹脂和纖維體系的球體、錐體、圓柱體、(半)橢球體、矩形體以及組合體等軸對稱結構件纏繞制品的制作。適用于對產品性能要求較高的運輸及航空航天領域。

多軸纖維纏繞機COMET

3）碳纖維纏繞

碳纖維，因其出色的性能，逐漸成為氫氣瓶制造的主流材料。然而，早期在國內，由于70 MPa碳纖維纏繞IV型瓶的制備技術不成熟和規?；a難度大，造成了較高的制備成本，限制了這一技術的廣泛應用。但隨著技術的持續發展和生產規模的擴大，成本逐漸降低，這為氫氣瓶的進一步普及和應用奠定了基礎。

在氫氣瓶的技術進化中，Ⅲ型和Ⅳ型氣瓶標志著一個重要的轉變。這兩種類型的氣瓶主要由內膽和纖維纏繞層組成，采用了先進的復合材料技術。內膽通常由金屬或其他材料制成，而外圍則由碳纖維、玻璃纖維等高強度纖維復合材料纏繞而成，顯著提高了氣瓶的承壓能力和安全性。

IV型700bar高壓儲氫瓶-Carbon4 Tank