汽车复合伙料预成型走向工业化：每分钟4个部件及多职能的丝束

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颁布日期：2018-09-18信息起源：CompositesPlus浏览次数：9852

      在降低复合伙料部件的出产成本、缩短出产节拍的竞争中，自动化技术已成功地将裁怯注成型和加工转造成更适合工业化出产的工艺流程
。
      然而，就在不久前，为成型三维部件而造备加强资料的预成型出产步骤，似乎依然是一个出产瓶颈：这是一个复杂、步骤较多且通常为人为操作的加工过程
。最近3年来，可能实现自动化预成型的新兴技术已越来越多，得益于机械人技术与自动化的带铺放(ATL)或自动化的纤维铺放(AFP)技术的结合，这些技术最终走向成熟，并实现了贸易化利用
      固然Compositence公司(德国Leonberg)已开发了一种基于AFP的步骤用于出产近净状态的预成型件，但该公司还超过于此，与宝马合作开发了其称之为 “multifunctional tow(多职能丝束)”的产品，它显著提升了悬垂性和资料产出
。
      该公司的预成型系统重要蕴含以下元素：一个卷轴架;2D(台架)或3D (机械人)的操作系统，配有可急剧更换的AFP头;一个装置在直线导轨上的转台
。筹备于2017年之后投入出产的最新系统，将在1 min.内同时铺放4个预成型件(好比1.25m×0.75mm)
。两个系统能够处置碳纤维预浸丝(towpreg)、干纤维和热塑性带材
。
      Compositence公司开发的预成型系统可能选取可急剧更换的AFP头，加工碳纤维预浸丝(towpreg)、干纤维和热塑性带材，从而可能在1min.内同时出产出4个净状态的预成型件
。
      Compositence公司的销售掌管人Thomas Dobiasch说，基于这项工艺的航空发源，传统的AFP通常使用6.35～12.7mm宽的带材
。为开发汽车部件， Compositence的系统选取了纤维面沉150～600g/m2、宽度≥12mm的带材
。据Dobiasch介绍，这是由于铺放窄资料的功夫过长
。“对我们而言，预成型件的铺层速度必须节造在与成型机同样的节拍功夫内，而注塑成型的功夫是1min.
。” 但他忠告说：“对于某些类型的部件而言，宽带可能会带来更多的浪费，因而，你必须为所造作的部件量身订造工艺
。”
      Compositence公司为钻营速度而针对AFP工艺所开发的边缘固定技术已获得了专利
。“我们只在铺层起头和实现时固定纤维
。”Dobiasch诠释说，AFP 头轻轻抬起即可自由移动
。加快凌驾中央层，会加快出产速度
。然而，这种边缘固定技术不能与碳纤维预浸丝(towpreg)一路使用，由于它必要陆续压实以预防空气滞留在叠层中
。
      提高预成型出产效能的另一个关键成分是悬垂性
。“尊龙集团官网悬垂机能必须与无卷曲织物(NCF)一样或者更好
。”Dobiasch暗示
。自2010年以来，Compositence公司一向与宝马和西格里集团合作，发展AFP预成型的钻研
。“与他们一路，我们开发了我们称之为的‘multifunctional tow(多职能丝束)’，在此，选取一种纺织工艺可将多根粗纱固定在一路
。”他诠释路
。这种将丝束绑缚在一路的缝编可确保精确的宽度——干纤维通常为46mm，同时还有助于树脂垂直流动以渗透纤维
。下一步的关键是树脂的浇注或灌注
。
      通过与宝马和西格里合作，Compositence公司开发了用于缝编的干纤维多职能丝束，并以250 kg/h的速度实现了预成型件的示范出产，每年能够出产出350万个部件
。它以同样或更好的悬垂性而优于无卷曲织物，便于树脂在后续成型中的流动，而废料削减了25%
。
      “这些纤维在层到层之间的移动不会受到故障，由于它们是在缝编的织物之中
。” Dobiasch诠释说，“所以悬垂性极度好，其悬垂性被宝马确以为与无卷曲织物一样或更好
。它们还证了然对树脂流动带来的改善
。”他认可，与碳纤维预浸丝(towpreg)相比，出产这种资料必要破费的功夫和成本更多，“但这能更好地赋予资料一些职能，从而通过削减废料的加工而获得回报，并在湿法模压成型和RTM加工中实现更短的循环周期
。”
      Dobiasch宣称，与织物切割带来的浪费相比，基于AFP的净成形能力，使得废料比NCF 削减了25%
。他补充说：“我们还与宝马一路，证了然我们可能在一台出产效能250 kg/h的设备上，每年出产出350万个预成型件
。”