碳纤维专家破解冬奥火炬外壳诸多难题

2月4日，在北京冬奥会倒计时一周年活动上，北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬外观设计正式对外发布。北京冬奥会火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成，呈现出了“轻、固、美”的特点，解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用瓶颈，实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用，破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中起泡、开裂等难题。

碳纤维专家、中国石化上海石化股份公司副总经理黄翔宇介绍道，以往的冬奥火炬，包括奥运会的火炬都是金属材料，此次使用碳纤维，使火炬质轻、刚度好，完美替代了传统金属材料。

但碳纤维要与树脂复合做成复合材料，才能做出火炬的形状。复合材料一般都不耐火不耐高温，为实现这一目标，研发团队在选材、工艺流程上攻克一个又一个难关。

碳纤维火炬主要有4 点创新：第一是采用三维编织的方法。三维编织是目前最先进的技术，它能够编织出各种形状，满足设计师的尺寸要求。这是碳纤维成型的一个技术突破。第二是模具设计。为了解决不同曲面成型的要求，成型模具的设计要用到组合型模具，以及各种特殊设计的模具。第三是选用一种非常特殊的树脂，可以耐高温。最后的创新法是为其专门开发的树脂成型技术。传统的固化方法无法解决，需要一步一步通过特殊手段让这种特殊树脂做成的火炬头耐火耐高温。