一、课题来源与背景； 本项目来源于广东省重点领域研发计划，新能源汽车专项，项目名称：汽车用复合材料零部件热塑性智能化生产线开发，项目编号：2019B090911003。 国外，欧洲的迪芬巴赫、克劳斯马菲等公司开发的热塑性智能化生产线在宝马、奥迪等众多车型中获得大批量生产应用。 国内，广汽、长安、奇端等主机厂纷纷推出应用复合材料部件的车型，应用的需求呈爆发式增长。广东亚太联合北京机科共同研发“汽车用复合材料汽车零部件热塑性智能化生产线”，大幅度提高了零部件制造效率，解决生产线成本高、自动化率低等问题。

    二、技术原理及性能指标； 1.热塑性复合材料智能化生产线是通过长纤维复合材料高产量柔性复合、坯料自动化抓取、片材自动化上料、大吨位高速液压机等自动化高效率装备积木式柔性组合，以及《复合材料模压成型工艺数据库管理系统V1.0》实现信息互联互通，集成PLC总控制技术，实现了整线智能化率达到90%以上，生产节拍经第三方检测达到68.2/秒每件，满足≤120秒/件的要求；根据生产节拍综合计算，年产能可达24万件，满足≥10万件的要求；该生产线中的热塑性碳纤维增强复合材料精准补强一体化成型关键技术达到国际先进水平，项目总体成果达到国内领先水平（粤汽学评字【2022】第6号）。 2.车体复合材料部件虚拟验证系统是借鉴航空领域应用复合材料相关技术，二次量身开发汽车用复合材料部件的模拟仿真、分析验证专业软件。通过有限元求解技术、结构优化设计技术、工程数据技术及高效数值求解技术的深度耦合上和多个学科领域的协调，通用有限元分析求解器，包括：①线性静力分析；②线性屈曲分析；③正则模态分析，构建了“车体复合材料部件虚拟验证系统”。该系统全解析敏度高效优化求解技术达到国际先进水平，项目成果总体水平达到国内领先水平（粤汽学评字【2022】第03号）。 3.车身复合材料部件设计是根据产品研制计算的几何数据锁定，建立合理的有限元分析模型，利用有限元分析进行拓扑优化复合材料铺层角度和层数；通过不同角度铺层设计研究，获得最佳的力学性能结构，满足样件最大载荷及受碰撞安全性能；开发了碳纤维复合材料后防撞梁、车门防撞梁、车顶中横梁，并通过第三方的检测，满足任务书约定较合金减重15%、结构强度提高5%、碰撞安全性提高10%、弯曲和扭转刚度不低于金属件，安全满足国家标准的要求。

    三、技术的创造性与先进性； 1、通过一种长维增强热塑性树脂复合材料的成型装置及工艺和一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法发明专利技术及智能装备的柔性积木式组合，实现碳纤维与热塑性树脂在线复合，提高与高粘度树脂的相容性，力学性能大幅提高。 2、通过《复合材料模压成型工艺数据库管理系统V1.0》控制系统将各个步骤之间信息汇集到PLC集成控制从而实现整个生产系统的智能化。 3、研发了与前后置图形处理界面深度耦合的参数化模型构建工具，支持自主输入参数自动生成有限元分析模型，开发了多层级有限元仿真工程数据库，实现典型结构采用了参数化建模的图形处理技术。 4、研究了以超级层厚度为设计变量的复合材料板壳元全解析敏度求解方法，提出了基于敏度分区排序的变量、约束自动筛选技术，构建了支持全解析敏度高效优化器及多层级工程知识数据库。 5、开发了集成了工程常用复合材料铺层的数据库，构建了以铺层参数为设计变量的复合材料结构多约束优化设计方法，实现了由优化设计结果直接转向工程应用的复合材料铺层细节设计。

    四、技术的成熟程度，适用范围和安全性； 根据工业和信息化部电子第五研究所技术就绪度（TRL）评价意见书（编号：GDZDYF-TRL-20230018）及成果适用情况如下： 1、汽车用复合材料零部件热塑性智能化生产线已开发完成，技术状态固化，并经用户使用得到认可，技术就绪度为9级；适用于制造热塑性复合材料部件。 2、车体复合材料部件虚拟验证系统已开发完成，其功能、性能指标已通过测试，经用户验证认可，技术就绪度为7级；适用于复合材料产品的结构设计与仿真分析。 3、车身关键防撞复合材料车门防撞梁、车顶中横梁、后防撞梁等原型产品并通过性能测试，技术就绪度为6；适用于新能源汽车、燃油汽车减重及提升安全性能。

    五、应用情况及存在的问题； 热塑性智能化生产线已在广东亚太公司和重庆江东机械有限责任公司使用。完成了三梁产品研制，经客户测试验证，性能满足客户要求。量产了XR5、A02备胎仓，产业化碳纤维车用底护板。 车体复合材料部件虚拟验证系统将付给上海坤刚复材技术研究有限公司分别对“三梁产品”展开设计和仿真分析，满足设计功能要求。经智华（广东）智能网联研究院有限公司等客户使用反馈，完全满足产品结构设计和仿真分析要求。

    六、历年获奖情况 ：1、第22届中国国际高新技术成果交易会，“碳纤维复合材料顶盖前横梁”被组委会被为“优秀产品”。 2、延伸横向“高性能轻量化复合材料汽车零部件开发与应用”项目，获2020年粤港澳大湾区高价值专利培育布局大赛“百强项目奖”。 3、2022年10月25日，模压成形关键技术及成套装备获机械工业科学技术奖二等奖。