需求背景

先进复合材料作为 21 世纪重点发展的新材料之一，具有高比强度、高比模量、低膨胀系数、耐高温、耐疲劳等优异性能，已广泛应用于航空航天、国防军工、新能源汽车、轨道交通、风力发电等领域，成为现代工业发展的重要支撑和关键技术，尤其在机身轻量化、高性能叶轮、高效率发电机等方面具有巨大的优势。

复合材料三维织造成形技术与装备是实现复合材料结构高性能化、整体化及低成本制造的关键技术，面临的技术难题主要包括以下几个方面：

设计与工艺衔接问题：由于复合材料结构设计与制造工艺的高度耦合，传统制造模式下设计与工艺脱节，导致产品研制成本高，质量一致性难以保证。

复杂三维织物编织问题：三维织物的结构设计、编织工艺及编织过程控制极为复杂，涉及多项交叉学科，如纺织工程、材料科学、自动化控制等。

纤维取向控制问题：复合材料力学性能强烈依赖于纤维的取向，如何在织造成形过程中精确控制纤维的取向是实现高性能复合材料的核心。

装备自动化、智能化：传统三维织造成形装备结构复杂、控制精度低、生产效率低，无法满足大规模生产需求。

工程应用验证：三维织造成形技术与装备的工程应用验证难度大，需要进行大量的工艺实验和产品验证。

通过研发先进复合材料三维织造成形技术与装备，期望实现以下主要技术目标：

建立基于三维织造成形工艺的复合材料结构设计方法，实现设计与工艺的无缝衔接，提高产品研制效率和质量。

突破复杂三维织物的结构设计、编织工艺及编织过程控制难题。