
谢赫梅利宁本科毕业于加州大学默塞德分校机械工程专业,在进入蒙大拿州立大学攻读博士学位前,曾于波兹曼私营企业工作。他指出,当前连续碳纤维(SBCF的未断裂形态)面临的主要挑战正是其成型性能的局限。
"这才是成本居高不下的关键所在,"他解释道,"原材料本身并不昂贵。但当你将其加工成可用部件时,工艺成本会激增——最高可达材料成本的百倍。"
谢赫梅利宁将连续碳纤维形象地比喻为捆扎成束的意大利面:"当你尝试将其弯曲成所需形状时,会感受到强烈抗力,这种材料非常脆。但若将这些'面条'拉伸至自然断裂点,就能获得更易塑形的独立纤维束。"
研究团队正通过SBCF技术降低复合材料成型所需的工时成本。机械与工业工程系Lysle A. Wood杰出教授、MSU-SBCF团队负责人道格·凯恩斯指出:"拉伸断裂碳纤维为航空器等先进复合材料结构解决了两个关键难题:其一,将手工成型工时缩短至原有1/8(基于蒙大拿团队开发的当前最优成型性SBCF);其二,避免了金属-复合材料混合结构的使用。"(注:"手工成型工时"特指零部件制造过程中所需的人工操作时间)
本科毕业于北亚利桑那大学机械工程系的库珀表示,得益于SBCF材料自身"增强的成型性",其加工时间正持续缩短。"通过减少复合材料制造时间和[手工操作],就能有效降低成本。增强的成型性意味着固化部件缺陷更少[相较于CCF],自然缩短了加工周期。"
他特别强调这项技术在航空领域的应用前景:"SBCF在民用和军用航空领域都具有重大应用潜力。我们的核心目标是让拉伸断裂碳纤维取代现有航空结构材料。真正的技术突破将体现在用SBCF制造机翼骨架或飞机机身。"
除实现钢材级强度与极致轻量化(从而降低制造与燃油成本)外,该材料还能有效缓解现有金属-复合材料接合处的电化学腐蚀问题。"这种腐蚀会导致飞行器维护频率增加,"库珀补充道,"因此我们期待该技术能同时降低制造与运营成本,既提升民用航空的消费性价比,也提高军费开支的使用效率。"