先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通等領(lǐng)域的裝備制造，是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家戰(zhàn)略必爭(zhēng)資源。保障和提升先進(jìn)復(fù)合材料的供給能力，突破大型復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件的設(shè)計(jì)成形、加工裝配、檢測(cè)修復(fù)等精確制造技術(shù)，對(duì)支撐制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)具有重要價(jià)值。

中國(guó)工程院?jiǎn)沃业略菏垦芯繄F(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2023年第1期發(fā)表《面向2035年復(fù)合材料構(gòu)件精確制造發(fā)展戰(zhàn)略研究》一文。文章總結(jié)了國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料構(gòu)件精確制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，從高精密數(shù)控纏繞、復(fù)合材料自動(dòng)鋪放、復(fù)合材料預(yù)制體成形、纖維復(fù)合材料增材制造、高性能碳纖維生產(chǎn)等方面梳理了復(fù)合材料構(gòu)件精確制造的關(guān)鍵技術(shù)與裝備；結(jié)合基本態(tài)勢(shì)研判了制約復(fù)合材料制造技術(shù)水平提升的“卡脖子”環(huán)節(jié)，提出了我國(guó)復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)與裝備的發(fā)展思路與分階段發(fā)展目標(biāo)。文章建議，組織建設(shè)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，設(shè)立國(guó)家重大專項(xiàng)支持，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)，加強(qiáng)國(guó)際技術(shù)交流與合作，著力推動(dòng)重大科學(xué)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)突破，為國(guó)家重大工程和裝備應(yīng)用提供高質(zhì)量科技支撐。

二、 復(fù)合材料構(gòu)件精確制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

（一） 復(fù)合材料構(gòu)件趨于大型化、集成化、整體化

（二） 復(fù)合材料制造裝備趨于自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化

（三） 復(fù)合材料制造技術(shù)趨于結(jié)構(gòu)功能一體化、可定制化

三、 復(fù)合材料構(gòu)件精確制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備

（一） 高精密數(shù)控纏繞技術(shù)與裝備

（二） 復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)及裝備

（三） 復(fù)合材料預(yù)制體成形技術(shù)及裝備

（四） 纖維復(fù)合材料增材制造技術(shù)及裝備

（五） 高性能碳纖維生產(chǎn)技術(shù)及裝備

四、我國(guó)復(fù)合材料構(gòu)件精確制造發(fā)展思路和目標(biāo)

（一） 發(fā)展思路

復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備領(lǐng)域占據(jù)著領(lǐng)先地位。國(guó)產(chǎn)復(fù)合材料制造技術(shù)的成熟度、工藝多樣性均有不足，制品合格率、質(zhì)量一致性亟待提升，而高端復(fù)合材料制造裝備依賴進(jìn)口的格局并未打破。近年來，涉及航空航天、國(guó)防軍工應(yīng)用的復(fù)合材料制造裝備國(guó)際貿(mào)易控制加嚴(yán)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)復(fù)合材料產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)供應(yīng)難度進(jìn)一步增加。為克服高端復(fù)合材料制造行業(yè)潛在的“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，需全面加強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件精確制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)研發(fā)、自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展（見圖1）。

（二） 2035年發(fā)展目標(biāo)

五、 我國(guó)復(fù)合材料構(gòu)件精確制造發(fā)展建議

（一） 建設(shè)先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備國(guó)家級(jí)創(chuàng)新研發(fā)機(jī)構(gòu)

建議布局先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室。凝練重大戰(zhàn)略需求，開展仿生復(fù)合材料、超材料 / 結(jié)構(gòu)等前瞻性基礎(chǔ)研究與技術(shù)探索，促進(jìn)復(fù)合材料學(xué)科發(fā)展。圍繞復(fù)合材料的制造工藝原理、制造過程控制、固化機(jī)理、缺陷形成機(jī)理等相關(guān)基礎(chǔ)理論展開研究，提出重大科學(xué)技術(shù)問題，承擔(dān)復(fù)合材料領(lǐng)域國(guó)家科技項(xiàng)目的組織實(shí)施。把握復(fù)合材料的材料結(jié)構(gòu)一體化、結(jié)構(gòu)功能一體化、設(shè)計(jì)制造一體化、檢測(cè)預(yù)測(cè)一體化發(fā)展趨勢(shì)，開展戰(zhàn)略技術(shù)、前沿技術(shù)、關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。梳理復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展共性需求，發(fā)揮行業(yè)性輻射帶動(dòng)作用，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化與拓展應(yīng)用。

建議組織建設(shè)先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心、國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心。針對(duì)復(fù)合材料領(lǐng)域前沿技術(shù)集成攻關(guān)和工程轉(zhuǎn)化需求，快速形成核心技術(shù)體系和重大產(chǎn)品裝備。建設(shè)復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備創(chuàng)新中心、工程實(shí)驗(yàn)室，開展復(fù)合材料預(yù)制體編織、復(fù)合材料增材制造、復(fù)合材料構(gòu)件鋪放 / 纏繞成形等核心技術(shù)攻關(guān)以及關(guān)鍵工藝試驗(yàn)研究，重大裝備樣機(jī)及其關(guān)鍵部件研制，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)開發(fā)。建成高校、科研院所、企業(yè)深度融合的創(chuàng)新研發(fā)體系，培育梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理、行業(yè)水平領(lǐng)先的復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研”長(zhǎng)效合作機(jī)制，形成應(yīng)用研究成果向工程技術(shù)轉(zhuǎn)化的有效渠道，增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新能力的平臺(tái)支撐作用。

（二） 復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備列入國(guó)際合作重點(diǎn)領(lǐng)域與項(xiàng)目指南

建議組織建設(shè)復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)復(fù)合材料制造技術(shù)國(guó)際前沿或重大背景科研任務(wù)，持續(xù)產(chǎn)出具有科學(xué)和技術(shù)價(jià)值、體現(xiàn)原始創(chuàng)新的學(xué)術(shù)成果。吸引并匯聚國(guó)際創(chuàng)新力量和資源，在先進(jìn)纖維復(fù)合材料多材料構(gòu)件數(shù)字化制造、可調(diào)控超材料、生物組織與器官替代材料等前沿技術(shù)方向開展探索。發(fā)揮國(guó)際科技合作對(duì)人才培養(yǎng)的促進(jìn)作用，培育引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展、具有國(guó)際視野的學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才。推動(dòng)纖維復(fù)合材料增材制造、復(fù)合材料預(yù)制體數(shù)字化編織等技術(shù)方向的快速突破，提升復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

建議發(fā)布復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備方面的國(guó)際合作及交流重點(diǎn)項(xiàng)目指南，積極利用世界科技資源，推動(dòng)復(fù)合材料制造領(lǐng)域的戰(zhàn)略型對(duì)外合作。提煉高精度、高效率、低成本的復(fù)合材料構(gòu)件制造需求，支持我國(guó)科研人員參與國(guó)際大型科學(xué)研究計(jì)劃，利用國(guó)際大型科學(xué)設(shè)施開展復(fù)合材料制造技術(shù)的國(guó)際合作研究。吸引國(guó)際高水平研究人員參與先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件制造過程中的多機(jī)器人協(xié)同控制、工藝參數(shù)人工智能算法生成、機(jī)器視覺質(zhì)量檢測(cè)等前沿和創(chuàng)新研究，逐步由單一項(xiàng)目合作拓展至“項(xiàng)目 ? 人才 ? 基地”合作方式。

（三） 設(shè)立復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)或重點(diǎn)支持方向

面向科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向重大需求，突出航空航天、軌道交通、汽車工業(yè)等重要領(lǐng)域，梳理復(fù)合材料“卡脖子”技術(shù)清單，開展復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前瞻性重大科學(xué)問題，重大共性關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，實(shí)施跨部門、跨行業(yè)、跨區(qū)域的研發(fā)布局與協(xié)同創(chuàng)新。通過國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)等重點(diǎn)項(xiàng)目支持，培育一系列復(fù)合材料制造技術(shù)方向的核心專利，提高全行業(yè)尤其是重點(diǎn)企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

著力突破復(fù)合材料三維編織、復(fù)合材料增材制造、復(fù)合材料無損加工等關(guān)鍵核心技術(shù)，盡快研制大型構(gòu)件均勻化快速灌注、低頻振動(dòng)制孔、低損傷編織、大尺寸增材制造、自動(dòng)化填隙、高精度損傷檢測(cè)與成像等數(shù)字化制造裝備。通過復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化制造裝備的規(guī)模化應(yīng)用，解決批量、快速、柔性、低成本等行業(yè)瓶頸難題，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)、重點(diǎn)裝備發(fā)展提供持續(xù)性支撐。聚焦提升復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，保障關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展。

（四） 復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備列入重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目和重點(diǎn)支持方向

建議發(fā)布復(fù)合材料制造技術(shù)重大研究計(jì)劃基金項(xiàng)目指南，瞄準(zhǔn)科學(xué)前沿，激勵(lì)科學(xué)突破，提高原始創(chuàng)新能力。加強(qiáng)復(fù)合材料原創(chuàng)研究導(dǎo)向的機(jī)制設(shè)計(jì)和資助安排，鼓勵(lì)創(chuàng)制儲(chǔ)氫、超導(dǎo)、可變構(gòu)相關(guān)的新概念、新構(gòu)思、新方法、新工具，搶占科學(xué)制高點(diǎn)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。建議復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備列入重大研究計(jì)劃支持方向，構(gòu)建大尺寸復(fù)合材料構(gòu)件跨尺度設(shè)計(jì)理論體系，突破材料 ? 構(gòu)件 ? 功能協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，探明多目標(biāo)、多參數(shù)建模方法以及形性精確調(diào)控機(jī)制，揭示復(fù)合材料構(gòu)件宏微觀結(jié)構(gòu)變形演化規(guī)律與失效機(jī)理。

建議設(shè)立復(fù)合材料制造技術(shù)與裝備聯(lián)合基金，引導(dǎo)并聚合社會(huì)資源，充分支持復(fù)合材料基礎(chǔ)研究。以“政產(chǎn)學(xué)研用”合作方式，協(xié)調(diào)并推動(dòng)復(fù)合材料制造技術(shù)方向的科研資源與智力投入。構(gòu)建復(fù)合材料精確制造基礎(chǔ)研究發(fā)展體系和創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才，提升復(fù)合材料基礎(chǔ)研究的原始創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展水平。

（五） 加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)，扶持復(fù)合材料企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

發(fā)揮制度優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的政策引導(dǎo)。鼓勵(lì)復(fù)合材料制造技術(shù)方向的資本投入，合理增加基礎(chǔ)科學(xué)、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)、“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)的公共研發(fā)投入，支持龍頭企業(yè)加大研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵產(chǎn)品尤其是高端產(chǎn)品的自主保障。提升高性能復(fù)合材料的自主保障能力，填補(bǔ)高端品種空白，滿足國(guó)防裝備研制需求。凝聚機(jī)械、軟件、電子、自動(dòng)化等學(xué)科的優(yōu)勢(shì)研究力量，合力解決高端復(fù)合材料制造裝備的瓶頸難題，形成大尺寸、超大尺寸復(fù)合材料構(gòu)件成形裝備；建立具有國(guó)際先進(jìn)水平的全天候復(fù)合材料構(gòu)件成形和加工生產(chǎn)線，促進(jìn)“技術(shù) ? 裝備 ? 應(yīng)用”三位一體發(fā)展。

發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的重要作用，扶持并激勵(lì)復(fù)合材料企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。盡快完善高性能復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化項(xiàng)目實(shí)施水平，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)復(fù)合材料在重點(diǎn)行業(yè)與領(lǐng)域的高水平應(yīng)用。積極扶持產(chǎn)業(yè)鏈上的中小企業(yè)，規(guī)范市場(chǎng)監(jiān)督與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，為創(chuàng)新型中小企業(yè)提供良好的發(fā)展環(huán)境，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。建立社會(huì)化的復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)服務(wù)平臺(tái)，健全知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和監(jiān)督機(jī)制，為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)提供高水平的社會(huì)化科技服務(wù)。