“听材料之声,探未来之路。由中国复合材料学会推出的《复材之声》,聚焦复合材料前沿科技、产业动态和专家观点。致力于搭建一个交流平台,汇行业精英,享真知灼见,共同推动中国复合材料产业蓬勃发展!”
复合材料,是科技创新的重要基石,也是推动产业变革的关键力量。在新能源、航空航天、电子信息等领域,高性能复合材料正发挥着不可替代的作用。然而,如何突破材料性能的极限?如何实现从实验室到产业化的跨越?这些问题不仅关乎技术本身,更关乎国家科技竞争力的提升。
当导弹舱体、卫星整流罩的骨架源于古老的编织技艺,当纺织装备的精密针脚织入航空发动机叶片——一场静默而深刻的技术革命,正在纺织与复合材料的交叉地带发生。纺织,这门伴随人类文明数千年的技术,正以其独特的结构语言,为现代高端装备制造注入前所未有的“设计自由”与性能突破。
本期《复材之声》对话东华大学孟婥教授,一位致力于将纺织装备技术与国家战略需求深度融合的领军学者。我们将探寻:
如何理解纺织与复材“水到渠成”的深度融合? 三维编织技术为何能赋予复合材料更优的抗分层能力与力学性能?
从“有装备”到“做好产品”再到“智能化”, 国产纺织装备经历了怎样的攻关之路?它在保障航空航天产品质量一致性中扮演何种角色?
最有效的产学研模式是“共同研发”而非单向转化, 如何实现从立项、中试到落地的全程深度绑定?
行业标准与学术平台如何成为跨界融合的催化剂?“人的交集”如何最终促成“技术的交集”?
跟随孟教授的视角,看一根纤维如何织就国家强韧的科技筋骨。

一、孟教授,作为纺织学术带头人和纺织科学成就奖获得者,您如何将高端纺织装备技术与复合材料制备深度融合?三维编织等纺织技术如何提升复合材料的性能和设计自由度?
纤维复合材料预成型体成型早期应用较多的是铺丝、铺带和缠绕,后来有了针刺、缝合和细编穿刺等工艺,基于纺织技术,采用针织、机织或编织的方法制备纤维复合材料预成型体是最近二十几年才快速发展起来的。实际上纺织产业早已由服装、家纺产业向国家战略新兴产业转型,所以纺织装备技术与复合材料制备深度融合是水到渠成的事,纺织结构复合材料在国防军工和重要民生领域都有广泛的应用。
在纤维复合材料成型领域三维编织和三维机织技术可用于制备国家战略特需产品,如编织的导弹舱体和卫星整流罩,机织的发动机叶片和直升机螺旋桨等,具有整体性好,损伤容限高,力学性能好,性能可设计,可承受复杂载荷,仿形近净设计制造,自动化程度高、生产效率高等优势。
二、孟教授,在纺织复合材料装备技术方面,您主持了多项国家和省部级课题,主要解决了哪些‘卡脖子’的纺织装备难题?这些装备在航空航天复材制造中发挥了什么独特作用?
在纺织复合材料装备技术方面,我们得到了国家自然科学基金委、国家发改委、中国纺织工业联合会等支持。首先是解决“有装备”的问题,自主研发了用于纤维复合材料结构件成型的编织和机织系列装备,实现了高端装备自主可控;其次是解决“基于装备做好产品”的问题,在装备不断创新的基础上,突破了织造过程机械系统与纤维束系统优化匹配技术、数控系统稳定精确协同控制技术等,保证了产品质量;目前我们在“有装备”“做好产品”的基础上,追求快速、低成本、智能化制造。
三维编织和三维机织装备在航空航天复合材料制造中作用:一是改善了复合材料的成型方式,使结构件的抗分层能力和力学性能更好;二是提高了航空航天复合材料制造的自动化水平,保证了产品质量的一致性。
三、孟教授,您与企业合作获得了多项国家和省部级的成果奖,在推动高校技术向企业转化过程中,最有效的产学研合作模式是什么?能否分享一个纺织装备助力复材企业升级的案例?
高校老师的科研课题应来自科学前沿和生产一线,科研成果解决了行业痛点,满足了国家需求,才能体现其价值。所以不仅倡导高校技术向企业转化,更应倡导高校与企业共同研发,从立项、到中试、再到成果落地,校企全程深度合作。
比如我们与云路复材公司从其初创阶段就开始合作,企业从产品角度提出技术需求和装备需求,学校开展基础研究和装备创新,这种合作产出的成果可以直接转化为生产力,给企业带来经济效益和社会效益,同时老师和研究生也得了实际的工程训练。
四、孟教授,作为中国复合材料学会纺织结构复合材料分会常务委员,您认为当前纺织复材领域最亟需统一的行业标准是什么?学会如何促进纺织技术与复材产业的跨界融合?
我从事纺织复合材料领域科研工作,主要以复合材料结构件成型技术和装备研发为主,就我涉及的内容而言,应制定自主研发装备的行业标准,以规范国内装备市场,提升国产装备的国际竞争力。
将纺织技术应用于复合材料领域,其基础原理不变,只是产出对象由服装、家纺产品转变为国家战略特需品,这一转变赋予了纺织技术更广阔的研究领域。学会可以多组织学术会议或者主题论坛,为从事纺织技术的学者和从事复合材料研究的学者提供交流平台,一旦人有了交集,其研究内容就容易产生交集,实现融合;再就是学会可以组织两方面学者共同提出国家项目指南,共同申报国家项目,在项目执行期间自然就是深度融合,而且这种融合会延续下去。复材无国界,创新无边界,期待纺织技术与复材产业深度融合,共创产业未来。
从实验室的装备自主研发,到生产线的智能化协同控制;从满足“国家战略特需”的立项初心,到实现经济效益与社会效益的双重落地——孟婥教授的科研路径清晰地诠释了“需求牵引、装备先行、产学研深度融合”的现代工程创新范式。
她的团队不仅解决了“有装备”的自主可控问题,更致力于通过装备创新,让复合材料获得“整体性好、损伤容限高、性能可设计”的先天优势。而其倡导的校企“共同研发”模式,则为高校科研成果穿透“死亡之谷”提供了可复制的范本。
正如孟教授所言,当纺织学者与复材学者在学会的平台上产生“人的交集”,技术的跨界融合便会自然发生,共同编织出面向未来的产业图景。