在下降 復合資料部件的出產本錢、縮短出產節(jié)拍的競賽中,主動化技能已成功地將裁切、成型和加工轉變成更適合工業(yè)化出產的工藝流程。
但是,就在不久前,為成型三維部件而制備增強資料的預成型出產過程,似乎依然是一個出產瓶頸:這是一個復雜、過程較多且通常為人工操作的加工過程。
最近3年來,能夠完成主動化預成型的新式技能已越來越多,得益于機器人技能與主動化的帶鋪放(ATL)或主動化的纖維鋪放(AFP)技能的結合,這些技能最終走向成熟,并完成了商業(yè)化應用。
2015年,為航空航天工業(yè)供給專用出產系統(tǒng)的德國Broetje Automation公司推出了其STAXX Compact 1700主動化AFP工作單元,用于出產近凈形狀的預成型件。
“當咱們開始開發(fā)時,已有許多公司重點在為航空航天工業(yè)開發(fā)主動化的纖維鋪放技能。”Broetje Automation的子公司——德國BA復合資料有限公司的副總裁 Matthias Meyer博士介紹說,“所以,咱們將開發(fā)的重點放在了轎車和工業(yè)領域,一起還注重采用低本錢的資料—— 碳纖維預浸絲(towpreg)?!?/strong>
這也促進該單元被規(guī)劃成為一種封閉的、能夠主動調節(jié)溫度的加工單元,它擁有3m(寬)× 6.5m (長)× 3m (高)的緊湊尺度,因而能夠在幾乎任何工廠中快速投入出產。
對碳纖維預浸絲(towpreg)的界說是:采用典型的環(huán)氧樹脂基體浸漬的碳纖維粗紗,并指出,STAXX還能夠加工適用于后續(xù)液體成型的粘結劑干纖維,或者加工一種熱塑性的資料。它們在預成型后,能夠經過簡單的熱成型變成最終的部件。
還能夠加工切開好的窄條預浸帶,由于它能去除背襯膜,但它的運用一起也增加了本錢,由于需要后預浸分切操作。
配有:兩個料卷盒,每一個可包容16卷碳纖維預浸絲(towpreg);一個AFP頭,它配有一個緊湊的夾緊/切開/再啟動裝置;一個轉臺。
供給40m/min的資料進給速度,鋪層速度是30kg/h,臺板尺度(部件的鋪層面積)是1525mm×900mm。相比50%的廢品率,它還能夠完成不到5%的廢品率。
轉臺和對鋪層坯料的構建看起來類似于德國迪芬巴赫的Fiberforge RELAY Station。但Meyer宣稱,迪芬巴赫的RELAY采用的是帶有超聲波點焊的主動鋪帶(ATL)技能,而不是連續(xù)壓實的AFP,并且STAXX的轉臺還能夠在Z軸方向運轉500mm,這使得集成三明治芯材和專用嵌件成為可能。
“正因如此,咱們采用了一種零點夾緊系統(tǒng)?!盡eyer彌補道,“無論是人工操作,仍是經過機器人完成主動化的十取-鋪放,你能夠將臺板取出來,非常精確地將嵌件裝到其上,然后以不到0.1mm的公役把它放回單元中?!?/strong>
他表明,關于AFP而言,盡管這是新的做法,但這種做法在金屬切削職業(yè)中早已成為一種標準,因而,大部分的CNC控制被規(guī)劃到了STAXX之中。比如,STAXX有兩個臺板,當向一個臺板擺放部件時,另一個臺板一起在完成鋪層操作,由此而最大程度地增加了產出。
還表明,一個很大的優(yōu)勢是,它為纖維取向帶來了規(guī)劃自由度?!癝TAXX能夠按0°~180°之間的任何角度鋪放纖維,按0.01°遞增?!?/strong>
到目前為止,STAXX示范出產的部件有轎車的通道、地板和B柱。“咱們現(xiàn)已證明,咱們能夠用單獨一臺機器,每年出產10萬個用于豪華轎車的B柱。咱們還制造航空部件,如肋、夾板和支架等,以及工業(yè)部件?!?/strong>
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