专栏|国际知名复合材料研究中心和大学介绍（九）：德国凯泽斯劳滕工业大学复合材料研究所（IVW）
来源：武汉理工王继辉教授课题组  2018-11-14 15:49:47
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文章关键词： 德国凯泽斯劳滕工业大学 复合材料研究所

原文：http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-7346.html1.中心简介

       德国凯泽斯劳滕工业大学复合材料研究所（网址：http://www.ivw.uni-kl.de/）成立于1990年，是一个非营利组织。研究所主要进行复合材料的基础研究和工业应用技术研发，包括复合材料的结构设计、工艺模拟、制备、材料疲劳、失效分析、工艺－结构－性能关系等。研究所与许多企业开展了密切的合作，在资助的研究项目中开发新的技术，以期获得最新的复合材料应用成果。

 
       研究所对新材料、先进复合材料设计方案和制造工艺开展研究，在奠定了必要的基础后，贯彻以任务为向导，针对应用进行设计，并根据个别产品的特殊要求量身定制。除此之外，研究所人员提出的新思路以及在实验中得到的新概念是推进研究工作和研究所快速发展的重要因素，它致力于将研究与试验中获得的知识转化到工业应用、工程师教育和新的衍生企业中。同时，该研究所不断加强国际交流合作，在德国研究基金会的支持下，招募了世界上优秀的科学家参与研究工作，以其强大的竞争力逐步成为世界聚合物基复合材料领域的重要研究机构。


2.中心人员

       该研究所由管理机构、技术转化团队、教育与培训部门、劳资联合委员会等机构组成，其研究人员来自于机械工程、土木工程、建筑工程、物理等不同的领域。研究成员有Ulf Breuer教授、Joachim Hausmann教授、Peter Mitschang教授、Bernd Wetzel教授、Robert Lahr博士等。
Ulf Breuer教授于2010年以全职身份接手和管理德国凯泽斯劳滕工业大学复合材料研究所。在此之前，Ulf Breuer教授曾担任空中客车公司新型设备结构技术项目部的负责人，在2002年担任德国空中客车复合材料技术的负责人，在2006-2010年负责图卢兹空中客车总部机身结构的开发。


3.研究

       研究所在2017年共承担了185个项目。其中136个项目是与合作伙伴开展的双边研究项目，最大的合作需求来源于汽车行业，其次是工程和化学部门。49个项目的资金来自于公共机构，如德国工业研究协会联合会（AiF），联邦能源经济事务部（BMWi）和联邦教育和研究部（BMBF），德国研究基金会（DFG），欧盟（EU），莱茵兰-普法尔茨州科学·教育和文化部（MWWK），莱茵兰-普法尔茨州基础创新部门（SRI）等。

3.1研究项目

       （1）具有自适应形状的活性混杂复合材料
       （2）用于纺织复合材料的材料模拟系统
       （3）无金属脊柱植入体的研制
       （4）聚合物的流变学研究
       （5）应用于汽车系列的组合式离轴稳定纤维增强碰撞能量吸收器的研制
       （6）涡流发生器：航空用主动涡流发生器采用活性混合结构，不仅提高飞机的环境气动适应性，还可提高效率，减少噪声。
       （7）玻璃钢软管内衬用紫外线（UV）固化树脂的纳米改性研究：用纳米填料对紫外光固化不饱和聚酯树脂进行改性，以提高其断裂和抗蠕变性能，便于有效、快速和不受干扰地修理损坏的污水管道(主要在城市区域)，在非开挖维修中应用玻璃纤维增强聚合物(GFRP)软管内衬。
       （8）红外线吸收剂的研制：红外线吸收剂将直接掺杂到聚合物基体中，增加中波红外波长的吸收，而中波红外波长被天然纤维广泛传播，因此在不破坏天然纤维的情况下，天然纤维增强聚合物复合材料（NFRP）可以实现更快、同时更温和地加热。


3.2研究方向

       复合材料研究所对覆盖其应用范围的复合材料进行研究，其研究方向包括从基础科学研究到工业导向下的产业化生产，形成了一条原型制造的发展增值链。

       （1）复合材料结构设计
       （2）工艺模拟
       （3）碰撞和能量吸收（建模、模拟和测试）
       （4）量身定制的智能复合材料
       （5）量身定制的热固性塑料和生物材料
       （6）材料分析
       （7）粗纱和预浸带加工
       （8）浸渍和预成型技术


3.3热塑性复合材料创新中心

       复合材料研究所自成立以来，特别关注热塑性复合材料领域。在过去的几年里，IVW深化了这一研究重点，并逐渐发展成热塑性复合材料创新中心。20多年来，IVW所积累的专业知识是贯穿于热塑性纤维增强复合材料的整个工艺链。同时，研究人员会定期在奥格斯堡和斯塔德举办热塑性复合材料的研讨会。该创新中心的研究项目如下：

       （1）“FlexHyjoin”（Flexible Production Cell for Hybrid Joining，用于混合连接的柔性生产单元)：欧盟资助的FlexHyJoin项目将改进FRP的使用，通过自动化生产混合金属/热塑性纤维增强复合材料(TP-FRP)零件，为汽车行业开发一种全自动连接工艺。
       （2）开发了一种用于纤维方向测试的新型拉伸试样，作为由于纤维增强塑料的极限拉伸强度而产生的对拉伸强度的要求过高的反映，为连续纤维增强热塑性塑料(磁带和有机材料片)制定有效的标准方案。
       （3）单向增强的热塑性零件的经济生产：新开发的单向增强塑料加工技术解决了轻质部件生产过程中“材料”和“自动化程度”两个主要成本驱动因素。


4.设备

       （1）热成型压机
       （2）7轴缠绕机
       （3）连续成型压机
       （4）800吨并联控制压机
       （5）焊接机器人
       （6）SMC生产线
       （7）声发射和相控阵超声波测量设备
       （8）具有6通道控制的构件试验台
       （9）缝纫机和自动缝纫机
       （10）3 kJ冲击能量的落锤冲击试验机
       （11）高速拉力实验机：以0.1 mm/s至20 m/s的速度和−100℃至250℃的温度进行材料表征


5.合作伙伴
 
       IVW与来自汽车、建筑、电气、能源、航空、工程、医学、航天、造船、体育和娱乐等不同行业的客户进行密切合作。除了为客户提供经典的“任务向导”研究和开发工作外，IVW还在资助的研究项目（如BMBF、BMWi、EU）中开展工作。
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