一、所属领域
1.所属领域：聚合物成形
2.应用对象：航天电连接器
二、项目介绍
1.痛点问题
航空电连接器是航空电子系统的基本元件，用于传输和控制各系统之间电信号、连接各类航空电子设备、是保障箭（弹）地、级间、星箭、设备间连接与分离的重要元器件。其中，脱落式电连接器在火箭发射过程中是保障箭（弹）地、级间、星箭、设备间连接与分离的重要元器件，服役过程中面临高温差、高震动、高冲击等特殊状况，其能否保证稳定联接、能否顺利脱落，对整个系统的稳定运行至关重要。而纤维增强树脂复合材料（FX-502）绝缘体作为连接器主要结构之一，起到支撑接触件、隔离不同电路之间干扰等作用，其成型精度直接影响连接器对接精度，间接影响连接件插拔力、插拔寿命等关键参数，对连接器稳定服役至关重要。
电连接器绝缘体主要通过热固性树脂基复合材料模压成型制造。热固性树脂基复合材料相较于热塑性树脂基复合材料等常用材料，具有制品强度高、机械性能强、工艺简单等优点，同时，热固性树脂基复合材料的材料成本更低。然而，实际生产过程中材料自身特性与成形工艺等因素的影响，使成型产品产生诸多问题，严重影响产品的正常使用。例如，热固性树脂由于固化反应中形成新的化学键，致使份子之间间距缩小，树脂产生内应力，从而在圆孔边缘等结构突变位置产生较大应力集中，二次加工时出现崩块、开裂等问题。热固材料固化体积收缩率相对较大，而增强纤维在成形过程中几乎不收缩，二者的收缩率差异是导致绝缘体变形翘曲的主要原因。此外，成型过程中熔体的流动与剪切会导致纤维的取向分布以及树脂-纤维混合不均匀。纤维的取向分布加深了产品力学性能的各向异性，致使产品拉伸强度波动较大，服役性能难以保证。而树脂-纤维混合不均匀使得电连接器绝缘体热固化过程中的不均匀收缩加剧，致使产品尺寸不稳定，频繁出现尺寸超差现象，批次间存在较大尺寸波动。
2.解决方案
通过热分析（DSC、TGA）、黏度分析等手段，标定材料本构方程。基于获得的本构方程，应用数值分析方法，针对产品实际形状，对产品成型过程中纤维取向、成型收缩行为等进行研究，并探索压力设置、温度场波动等因素对成型收缩的影响规律。
基于仿真分析结果，设置阶梯加热工艺过程，通过低温加热保证复杂形状产品内部温度均匀达到固化温度，高温固化阶段考虑固化过程材料自身的发热，设置线性温度变化，防止内部过热导致的过量收缩及可能的烧芯等问题。通过实验设计的方法，对生产过程中加热温度、加热时间，加压压力等关键参数进行分析与优化，实现高尺寸精度产品的稳定生产。
3.竞争优势分析（从技术和经济效益两个维度）
现有工艺设置通过持续时间的恒温与保压使材料固化成型。然而现有工艺设置基于生产经验设置，并未考虑材料本身固化过程的发热等因素，也无法补偿现有设备条件及操作过程导致的环境因素的波动。项目通过明晰材料特性、建立梯度加热过程，并针对性优化成型过程参数，有望解决现有产品尺寸超差问题，将产品成形精度提升一级。产品生产的稳定性提高，可为企业带来直接经济效益。同时，由于产品的特殊性，保证其服役性能的稳定，对国家重大战略装备的研发与安全运行具有重要意义。
4.技术成熟度及市场应用前景
√实验室开发 样机/样品 中试/放大 示范应用
5.知识产权情况
研究成果发表中科院一区SCI论文5篇，授权发明专利2件，申请发明专利3件。
三、合作需求
√技术开发 技术转让 技术许可 作价入股 引入风投 其他（请注明）
（如有详细合作需求请进一步补充）
四、团队介绍
浙江工业大学机械工程学院李吉泉教授团队长期从事聚合物成形关键技术研究，在聚合物高性能成形、聚合物废料分离回收以及聚合物产品磁悬浮无损检测方面积累了丰富的研究成果。
项目负责人李吉泉教授，现任浙江工业大学台州研究院执行院长，“先进模具技术”浙江省重点科技创新团队技术骨干，中国机械工程学会生产工程分会模具制造与成型技术专业委员会委员，入选浙江省优秀青年教师资助计划。长期从事数字化成形制造研究，主持完成国家自然科学基金项目2项、省部级项目5项，参与完成了国家级、省部级项目多项，在注射成形过程分析、模具智能设计等领域有较深入研究与应用，获浙江省科学技术二等奖1项、中国机械工业联合会科学技术三等奖1项、商业联合会科学技术三等奖1项。在国内外重要期刊上发表学术论文100余篇，其中50余篇SCI收录。参编教材1部，授权国家发明专利20余件。
团队主要成员颉俊博士，现任浙江工业大学机械工程学院讲师。长期从事聚合物高性能成形与磁悬浮检测技术的研究工作。主持国家、省部级项目多项，包括：国家博士特别资助项目1项、博士后面上基金1项、浙江省自然科学基金青年项目1项、浙江省博士后面上基金1项等。作为主要参与人，参研浙江省“领雁”研发攻关项目1项。近年来，在国内外权威期刊上发表SCI论文30余篇，其中一作/通讯文章8篇，参编专著1部；授权国家发明专利17项。2021年获浙江省科学技术进步一等奖（排5）、产学研合作促进会创新成果一等奖（排6）。
五、联系方式
单位：机械工程学院
联系人：李吉泉
电话：13906508729
邮箱：lijq@zjut.edu.cn
