为实现新式伞——矩冠晴雨伞关键功能构件(碳纤维伞杆/骨架)产业化，项目组成员基于系统工程原理，运用最优化方法，设计出碳纤维型件“无切削衬基偶合新工艺”，为实现新式伞——矩冠晴雨伞关键构件碳纤维伞杆/骨架产业化提供了条件，创新设计伞杆/骨架非切削式“平行、错位、往复式缠绕”偶合法工艺，并研发与之匹配的技术装备，从而为矩冠晴雨伞的产业化做好准备。

主要研发内容

(1) 以伞杆/骨架为目标的碳纤维制件新工艺；

(2) 实现碳纤维伞杆/骨架制作新工艺的生产装备；

(3) 碳纤维伞杆/骨架缠绕成型的关键工艺装备衬基研发；

(4) 面向复杂工艺过程和智能缠绕技术装备的控制系统；

(5) 碳纤维伞杆/骨架的中试。

技术路线

该项目开发的基本工艺路线如图4所示，主要工艺路线可总结如下：

(1) 保证矩冠晴雨伞伞杆功能、性能和生产率的创新工艺；

(2) 非切削连续缠绕，分层错位、优化过渡、一丝完成的生产工艺；

(3) 基于系统工程原理和最优化方法，设计和研发缠绕制件所需的生产装备；

(4) 工艺装备——衬基的设计与研发；

(5) 进行系统化试验，达成中试目标，进而完善工艺方法、改进生产装备和工艺装备，使其达到或接近达到批量生产的目标。

主要创新

1. 无切削一丝连续缠绕成型新工艺

针织丝、棒线等形态材料一般不能直接使用，这类丝线通常采用经编、纬编或其他纺织方法形成较大片状织物，再经裁剪和缝纫等形成半成品或成品。这种工艺方法的致命缺陷是丝线被切割，织物整体性能功能受到削弱；在特定工况下，成品或半成品不允许有接头要求时，难以制备使用。例如，关节轴承，在航空航天等领域有特别重要的用途,要求高精度、高可靠性、高稳定性和高寿命。碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，适于做滑动摩擦衬层。关节轴承滑动摩擦副为球面副，当按织物或按聚四氟乙烯层制备方法作碳纤维复合材料衬时，就会裁剪、形成接缝，难以安装使用，必须采用新的制衬方法，保证丝线连续、不切割、无接缝。

实施方案

碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

为实现碳纤维的生产，创新工艺——基于模板体的连续往复式环绕九步法丝线复合材料型片制作工艺。