CF/PEEK复合材料在轨建造技术取得突破

随着空间太阳能电站、超大口径天线等超大型空间设施成为航天发展重点，传统“地面制造+火箭发射”模式面临运载火箭整流罩尺寸和发射过载的硬性约束。在轨建造技术无需折叠发射、不受运载尺度限制，已成为下一代航天系统的核心技术方向。

中国科学院沈阳自动化研究所的研究团队近期取得重要突破，成功研发了碳纤维/聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料管状单元拉挤成型与激光透射焊接一体化技术。该方案针对在轨建造的两大核心难题——高性能结构单元高效制备与构件间可靠连接，提出了全新技术路线。研究人员采用CF/PEEK热塑性预浸带，通过连续拉挤工艺制备中空管状构件，系统研究了温度与拉挤速度对力学性能的影响，确定了最优工艺参数。

在连接技术上，研究团队创新性地采用3D打印高透光PEEK接头结合激光透射焊接，实现了管件与接头的高精度、高强度一体化连接。这种非接触式焊接方式具有应力分布均匀、效率高等优势，有效克服了传统胶接易老化、机械连接重量大且可靠性不足的缺陷。为验证工程实用性，团队基于该技术制造并装配了抛物面天线桁架缩比样机，实现了从材料成型、连接到结构装配的全流程贯通。

此外，相关研究还探索了微波驱动超表面辅助固结技术用于航空航天级CF/PEEK构件的全流程制造。研究人员利用不锈钢薄膜和聚酰亚胺薄膜制备微波驱动超表面加热膜，在2.45 GHz微波频率下实现了CF/PEEK层合板的固结成型。该技术在火箭锥形壳体段的全流程制造演示中得到了验证，展现了良好的可扩展性。这些技术进展为大型空间结构的在轨自动化建造提供了轻量化、高强度、高可靠的全新解决方案。