工程机械掀起“绿色革命” 中联重科发布行业首款国产化碳纤维臂架泵车

湖南日报全媒体记者 曹娴 通讯员 王昕昕

11月26日，中联重科发布行业首款国产化碳纤维臂架泵车，长达63米的臂架伸向蓝天，姿态刚毅而灵动。当天，中联重科8大系列的16台新能源产品集中亮相，其中多款为全球“首台”。

在“双碳”目标引领下，湖南工程机械正以科技创新掀起一场“绿色革命”。

突破碳纤维复合材料-金属混合臂架设计、制造技术，为全球首创

其实，中联重科并不是第一次将碳纤维材料用在泵车上。2012年，收购了意大利CIFA公司的中联重科推出全球最长101米碳纤维臂架泵车。

然而，当年的臂架所用碳纤维材料和工艺、技术，是中联重科与意大利子公司融合创新的成果。

“这次创新研制的63米碳纤维臂架泵车，不仅实现了碳纤维结构的原材料国产化、制造装备国产化，而且成功突破了碳纤维复合材料的设计-计算-制造-试验成套原创技术，为全球首创。”中联重科副总裁兼总工程师付玲自豪地说。

碳纤维应用于工程机械有多难？

泵车是工程机械中极为典型的超长柔性多关节臂架类产品。泵车臂架的轴孔位置需承受超过50吨以上的极大集中载荷，而且随着臂架姿态调整，臂架的受力状态复杂多变。碳纤维材料普遍“抗拉不抗压”，用在泵车臂架上，要攻克的难点很多。

国内泵车臂架主要采用高强钢。中联重科项目组创新设计方法，通过大量实验，建立碳纤维复合材料数据库，以精准的计算，确定采用碳纤维复合材料-金属混合结构。

有了可行的设计和匹配的工艺，项目组又创新开发了碳纤维复合材料增材式一体成型方法。经过严格的疲劳考核验证，碳纤维复材-高强钢混合结构臂架的寿命达到高强钢臂架的2倍，且具备与钢材相同的加工性能。

“创新带来的技术突破，打开了碳纤维复合材料应用于工程机械的大门。”中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌博士说。这款碳纤维臂架泵车是44吨级的产品，得益于轻量化技术加持，其最大布料高度达63米，是同吨位级别全球最长臂架泵车。

碳纤维臂架相比高强钢臂架，重量轻35%，整机减重3吨；相比进口碳纤维臂架成本大幅降低，真正实现“用得起”，为工程机械轻量化及减少碳排放提供了变革性方法。

如同在“骨头里面装神经”，碳纤维复合材料结构中还加入了芯片传感器，实现轻量化与智能化的深度结合，对产品进行整体健康监测，为客户提供预测性服务。

“中联重科碳纤维材料与工程机械产品有机结合，给工程机械装备带来‘轻’的革命；还将传感元件与复合材料融合，给新材料带来‘智’的飞跃。”中国工程院院士黄伯云高度评价。

绿色化探索实践走在工程机械行业前列

中国工程机械行业“十四五”规划明确提出，重点发展高效绿色的高技术工程机械，推动绿色制造智能制造。

湖南是全国最大的工程机械产业制造基地，工程机械龙头企业多年前就率先开始电动化技术和产品的探索，成为行业引领者。

11月26日，中联重科出场的新能源产品不少是“大家伙”，但行驶、作业时却比较“安静”。从已经名扬海内外的全球首台纯电动汽车起重机，到首次亮相的全球首款纯电动泵车、全球首款60米级别的混合动力泵车、全球最大118吨非公路纯电动宽体自卸车等，覆盖起重机、泵车、搅拌车、高空作业平台、应急装备、挖掘机械、矿机、重型底盘等8大系列，采用的是纯电动、氢燃料电池、混合动力多类新能源组合，“动静”不大，但动力不小。

中国工程机械工业协会名誉会长祁俊表示，此次中联重科率先发布系列新能源和新材料技术的新产品，标志其在绿色技术、绿色产品、绿色制造、绿色标准、绿色体系方面的探索实践已经走在行业前列。

据了解，今年以来，中联重科高空作业机械产品中新能源产品销量在整体销量中占比约60%。