預(yù)成型的案例
汽車復(fù)合材料預(yù)成型走向工業(yè)化：每分鐘4個(gè)部件及多功能的絲束
一個(gè)示范的汽車預(yù)成型件
在降低復(fù)合材料部件的生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)節(jié)拍的競(jìng)爭(zhēng)中，自動(dòng)化技術(shù)已成功地將裁切、成型和加工轉(zhuǎn)變成更適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程。
然而，就在不久前，為成型三維部件而制備增強(qiáng)材料的預(yù)成型生產(chǎn)步驟，似乎依然是一個(gè)生產(chǎn)瓶頸：這是一個(gè)復(fù)雜、步驟較多且通常為人工操作的加工過(guò)程。
最近3年來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化預(yù)成型的新興技術(shù)已越來(lái)越多，得益于機(jī)器人技術(shù)與自動(dòng)化的帶鋪放（ATL）或自動(dòng)化的纖維鋪放（AFP）技術(shù)的結(jié)合，這些技術(shù)最終走向成熟，并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。
雖然德國(guó)Compositence公司已開發(fā)了一種基于AFP的方法用于生產(chǎn)近凈形狀的預(yù)成型件，但該公司還超越于此，與寶馬合作開發(fā)了其稱之為 “multifunctional tow（多功能絲束）”的產(chǎn)品，它顯著提升了懸垂性和材料產(chǎn)出。
該公司的預(yù)成型系統(tǒng)主要包括以下元素：
一個(gè)卷軸架；
2D（臺(tái)架）或3D (機(jī)器人)的操作系統(tǒng)，配有可快速更換的AFP頭；
一個(gè)安裝在直線導(dǎo)軌上的轉(zhuǎn)臺(tái)。
準(zhǔn)備于2017年之后投入生產(chǎn)的最新系統(tǒng)，將在1min.內(nèi)同時(shí)鋪放4個(gè)預(yù)成型件（比如1.25m×0.75mm）。兩個(gè)系統(tǒng)可以處理碳纖維預(yù)浸絲（towpreg）、干纖維和熱塑性帶材。
Compositence公司的銷售負(fù)責(zé)人Thomas Dobiasch說(shuō)，基于這項(xiàng)工藝的航空起源，傳統(tǒng)的AFP通常使用6.35~12.7mm寬的帶材。為開發(fā)汽車部件， Compositence的系統(tǒng)采用了纖維面重150~600g/m2、寬度≥12mm的帶材。據(jù)Dobiasch介紹，這是因?yàn)殇伔耪牧系臅r(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
“對(duì)我們而言，預(yù)成型件的鋪層速度必須控制在與成型機(jī)同樣的節(jié)拍時(shí)間內(nèi)，而注塑成型的時(shí)間是1min.。”
展開 汽車復(fù)合材料預(yù)成型走向工業(yè)化：封閉式自動(dòng)纖維鋪放單元
一個(gè)示范的汽車預(yù)成型件
在降低復(fù)合材料部件的生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)節(jié)拍的競(jìng)爭(zhēng)中，自動(dòng)化技術(shù)已成功地將裁切、成型和加工轉(zhuǎn)變成更適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程。
然而，就在不久前，為成型三維部件而制備增強(qiáng)材料的預(yù)成型生產(chǎn)步驟，似乎依然是一個(gè)生產(chǎn)瓶頸：這是一個(gè)復(fù)雜、步驟較多且通常為人工操作的加工過(guò)程。
最近3年來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化預(yù)成型的新興技術(shù)已越來(lái)越多，得益于機(jī)器人技術(shù)與自動(dòng)化的帶鋪放（ATL）或自動(dòng)化的纖維鋪放（AFP）技術(shù)的結(jié)合，這些技術(shù)最終走向成熟，并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。
2015年，為航空航天工業(yè)提供專用生產(chǎn)系統(tǒng)的德國(guó)Broetje Automation公司推出了其STAXX Compact 1700自動(dòng)化AFP工作單元，用于生產(chǎn)近凈形狀的預(yù)成型件。
“當(dāng)我們開始開發(fā)時(shí)，已有許多公司重點(diǎn)在為航空航天工業(yè)開發(fā)自動(dòng)化的纖維鋪放技術(shù)。”Broetje Automation的子公司——德國(guó)BA復(fù)合材料有限公司的副總裁 Matthias Meyer博士介紹說(shuō)，“所以，我們將開發(fā)的重點(diǎn)放在了汽車和工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)還注重采用低成本的材料——碳纖維預(yù)浸絲（towpreg）。”
這也促使該單元被設(shè)計(jì)成為一種封閉的、可以自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的加工單元，它擁有3m（寬）×6.5m（長(zhǎng)）×3m（高）的緊湊尺寸，因而可以在幾乎任何工廠中快速投入生產(chǎn)。
Meyer對(duì)碳纖維預(yù)浸絲（towpreg）的定義是：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(jié)劑干纖維，或者加工一種熱塑性的材料。它們?cè)?em>預(yù)成型后，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的熱成型變成最終的部件。
展開 汽車復(fù)合材料預(yù)成型走向工業(yè)化：封閉式自動(dòng)纖維鋪放單元
一個(gè)示范的汽車預(yù)成型件
在降低復(fù)合材料部件的生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)節(jié)拍的競(jìng)爭(zhēng)中，自動(dòng)化技術(shù)已成功地將裁切、成型和加工轉(zhuǎn)變成更適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程。
然而，就在不久前，為成型三維部件而制備增強(qiáng)材料的預(yù)成型生產(chǎn)步驟，似乎依然是一個(gè)生產(chǎn)瓶頸：這是一個(gè)復(fù)雜、步驟較多且通常為人工操作的加工過(guò)程。
最近3年來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化預(yù)成型的新興技術(shù)已越來(lái)越多，得益于機(jī)器人技術(shù)與自動(dòng)化的帶鋪放（ATL）或自動(dòng)化的纖維鋪放（AFP）技術(shù)的結(jié)合，這些技術(shù)最終走向成熟，并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。
2015年，為航空航天工業(yè)提供專用生產(chǎn)系統(tǒng)的德國(guó)Broetje Automation公司推出了其STAXX Compact 1700自動(dòng)化AFP工作單元，用于生產(chǎn)近凈形狀的預(yù)成型件。
“當(dāng)我們開始開發(fā)時(shí)，已有許多公司重點(diǎn)在為航空航天工業(yè)開發(fā)自動(dòng)化的纖維鋪放技術(shù)。”Broetje Automation的子公司——德國(guó)BA復(fù)合材料有限公司的副總裁 Matthias Meyer博士介紹說(shuō)，“所以，我們將開發(fā)的重點(diǎn)放在了汽車和工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)還注重采用低成本的材料——碳纖維預(yù)浸絲（towpreg）。”
這也促使該單元被設(shè)計(jì)成為一種封閉的、可以自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的加工單元，它擁有3m（寬）×6.5m（長(zhǎng)）×3m（高）的緊湊尺寸，因而可以在幾乎任何工廠中快速投入生產(chǎn)。
Meyer對(duì)碳纖維預(yù)浸絲（towpreg）的定義是：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(jié)劑干纖維，或者加工一種熱塑性的材料。它們?cè)?em>預(yù)成型后，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的熱成型變成最終的部件。
展開 HP-RTM技術(shù)用于汽車輕量化設(shè)計(jì)
航空工業(yè)目前正采用樹脂傳遞模塑成型工藝（RTM），進(jìn)行大型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。然而，其生產(chǎn)效率很低，有時(shí)還需大量的手工作業(yè)。在汽車的制造過(guò)程中，采用RTM工藝進(jìn)行零部件的生產(chǎn)，主要是為了達(dá)到更好的視覺效果，并且只用于小批量生產(chǎn)的頂級(jí)轎車中。若能為量化生產(chǎn)開發(fā)出一條可靠的自動(dòng)化RTM生產(chǎn)線，則纖維增強(qiáng)塑料（FRP）將能夠更加廣泛地應(yīng)用于汽車高強(qiáng)度承重結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。
德國(guó)加工機(jī)械領(lǐng)域的專家迪芬巴赫公司（Dieffenbacher）和克勞斯瑪菲公司（KraussMaffei）在RTM技術(shù)領(lǐng)域展開了合作，他們對(duì)以上的市場(chǎng)需求做出了響應(yīng)——開發(fā)了一條高壓樹脂傳遞模塑成型工藝（HP-RTM）的自動(dòng)化生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)系統(tǒng)包括了預(yù)成型加工、壓制過(guò)程，以及修整工藝。相比于傳統(tǒng)的RTM工藝，該HP-RTM工藝減少了樹脂注射次數(shù)，提高了預(yù)制件的浸漬質(zhì)量，并縮短了成型周期。
預(yù)成型
對(duì)于HP-RTM部件的生產(chǎn)，需要制造一個(gè)由織物增強(qiáng)材料制成的預(yù)制件。這樣的預(yù)制件在迪芬巴赫的預(yù)成型中心制造完成，通常使用一個(gè)完全自動(dòng)化的過(guò)程。
由碳纖或玻纖制成柔軟的纖維織物或纖維氈從卷軸上開卷后放入切割機(jī)。使用CNC切割技術(shù)，纖維鋪層被切割成部件加工所需尺寸。該過(guò)程通過(guò)由現(xiàn)有的CAD零件參數(shù)得到的切割程序完成。切割成形的纖維鋪層材料層合到一起，然后放置到成型單元中。
可以使用機(jī)器人來(lái)可靠地處理切割織物、纖維氈，以及預(yù)制件。預(yù)制件成型中心可以作為一個(gè)單獨(dú)的單元來(lái)運(yùn)行，也可與壓制工藝一起結(jié)合在產(chǎn)線上。
壓制過(guò)程
預(yù)制件的加工過(guò)程之后就是壓制過(guò)程。該過(guò)程包括用環(huán)氧樹脂系統(tǒng)浸漬預(yù)制件，以及其固化過(guò)程。
在用機(jī)器人將預(yù)制件放置到RTM模具中之后，根據(jù)模內(nèi)壓力及部件的尺寸和復(fù)雜性，采用一臺(tái)迪芬巴赫液壓壓機(jī)用高達(dá)36000 kN（3600 t）的壓力完成實(shí)際的壓制過(guò)程。
展開 
Moldex3D模流分析之片狀預(yù)浸材壓縮成型的數(shù)值模擬
壓縮成型制程常被產(chǎn)業(yè)界用于制造復(fù)雜的復(fù)合材料產(chǎn)品(圖一)，其中片狀預(yù)浸材(Sheet Molding Compound, SMC)、玻璃纖維熱塑性材料(glass mat thermoplastic, GMT)及預(yù)浸料(Prepreg)成型，是實(shí)務(wù)上常使用的壓縮成型種類。然而復(fù)材的流變特性包括了固態(tài)和液態(tài)行為，造成在模擬分析上的困難；其原因是商用的仿真軟件，通常只具備液態(tài)行為或結(jié)構(gòu)變形其中一種的計(jì)算功能；而這兩種計(jì)算應(yīng)用，是來(lái)自于不同的方程式。
圖一 壓縮成型制程
片狀預(yù)浸材壓縮成型的數(shù)值模擬整合了兩種方法，包括計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics, CFD）和計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)(Computational Structural Mechanics, CSM)，分別用以預(yù)測(cè)壓縮成型過(guò)程中的片狀預(yù)浸材的產(chǎn)品變形和流動(dòng)行為。
要完整仿真該制程，必須結(jié)合FEA軟件LS-DYNA以及模流分析軟件Moldex3D，分別以CSM和CFD研究壓縮成型制程中的行為(圖二)。LS-DYNA負(fù)責(zé)計(jì)算原始的纖維墊形狀、溫度、應(yīng)力及非等向性材料性質(zhì)；接著這些計(jì)算結(jié)果將投射到Moldex3D，由Moldex3D接手完成壓縮成型分析(圖三)。二者整合之后，在Moldex3D的流動(dòng)和翹曲分析結(jié)果中，成功地呈現(xiàn)出片狀預(yù)浸材在模壓成型的復(fù)雜行為。
圖二 LS-DYNA與Moldex3D整合流程圖
圖三 可以成功模擬壓縮制程中的翹曲變化
此功能是Moldex3D 2022的一項(xiàng)突破，透過(guò)與LS-DYNA的整合(片狀預(yù)浸材的變形行為由LS-DYNA計(jì)算而得；液態(tài)行為和纖維排向則是由Moldex3D計(jì)算而得)，使用者能夠完整且精準(zhǔn)地模擬片狀預(yù)浸材在壓縮成型制程中的各個(gè)階段狀態(tài)，為產(chǎn)品及制程設(shè)計(jì)提供了更可靠的信息。
展開 用長(zhǎng)纖維制造的微流體設(shè)備可用于化學(xué)或生物醫(yī)學(xué)測(cè)試和研究
簡(jiǎn)短的描述
與多年來(lái)在材料科學(xué)與工程學(xué)教授、美國(guó)先進(jìn)功能織物（AFFOA）協(xié)會(huì)主席約Yoel Fink的實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)的其他復(fù)合纖維系統(tǒng)一樣，這些纖維是由一個(gè)超大的聚合物圓柱體制成的，稱為預(yù)成型體。這些預(yù)成型體包含最終纖維所需的精確形狀和材料，但形式要大得多——這使得它們更容易在非常精確的配置中制造。然后，將預(yù)成型體加熱并加載到滴塔中被緩慢地拉過(guò)噴嘴，該噴嘴將預(yù)制件收縮成直徑為預(yù)制件直徑的四分之一的窄纖維，同時(shí)保持所有的內(nèi)部形狀和安排。
在此過(guò)程中，被拉長(zhǎng)的材料是原來(lái)長(zhǎng)的1600倍，例如100毫米長(zhǎng)(4英寸長(zhǎng))的預(yù)成型體變成160米長(zhǎng)(約525英尺)的纖維，從而明顯克服了現(xiàn)有微流體裝置固有的長(zhǎng)度限制。這對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能是至關(guān)重要的，例如檢測(cè)存在于流體中濃度非常小的微觀物體——數(shù)百萬(wàn)正常細(xì)胞中的少量癌細(xì)胞。
Voldman他是電氣工程學(xué)教授，專門研究生物微技術(shù)。他說(shuō)：“有時(shí)候你需要加工很多材料，因?yàn)槟闼鶎ふ业氖窍∮械摹＿@使得這種新的基于纖維的微流控技術(shù)特別適合于這種用途，因?yàn)椤袄w維可以被拉得很長(zhǎng)，讓液體有更多的時(shí)間留在通道內(nèi)并與之相互作用。”
“雖然傳統(tǒng)的微流體裝置可以通過(guò)在小芯片上前后循環(huán)來(lái)延長(zhǎng)通道，但由此產(chǎn)生的扭曲和迂回改變通道的輪廓并影響液體的流動(dòng)方式。而在纖維制造的微流體系統(tǒng)中可以不改變通道形狀延長(zhǎng)通道，允許液體不間斷的流動(dòng)，”Yuan說(shuō)。
該系統(tǒng)還能使諸如導(dǎo)線的電氣部件并入光纖中。這些是可以操縱細(xì)胞的例子，使用一種稱為介電泳的方法，其中不同細(xì)胞受到通道兩側(cè)兩根導(dǎo)電線之間產(chǎn)生的電場(chǎng)的不同影響。
“利用這些微通道中的導(dǎo)線，人們可以控制電壓，在高流速下推拉細(xì)胞完成分離，”Voldman說(shuō)。
作為演示，研究小組制作了一種長(zhǎng)通道光纖裝置，用于分離細(xì)胞，將死細(xì)胞與活細(xì)胞分類，并證明了它在完成這項(xiàng)任務(wù)中的效率。
展開 Cevotec將纖維貼片放置擴(kuò)展到夾層結(jié)構(gòu)，大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)，并與AFP相結(jié)合
自動(dòng)預(yù)成型和疊層工藝可解決核心材料，以及連續(xù)AFP和補(bǔ)丁FPP增強(qiáng)材料。
Fiber Patch Placement（FPP）是一種自動(dòng)預(yù)成型和疊層技術(shù)，用于生產(chǎn)航空航天和汽車應(yīng)用以及醫(yī)療設(shè)備和運(yùn)動(dòng)設(shè)備中使用的復(fù)雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件。FPP將加固材料切割為定制補(bǔ)丁，并將這些補(bǔ)丁機(jī)器人應(yīng)用于工具。得到的3D復(fù)雜形狀的疊層可以是干式加強(qiáng)件，然后用樹脂灌注或固化，或者可以是預(yù)浸帶，其被加熱并固化成成品部件。 通過(guò)與領(lǐng)先的航空航天零件制造商的密切合作，Cevotec進(jìn)一步開發(fā)了FPP以滿足最新的行業(yè)要求。
自動(dòng)化航空夾層結(jié)構(gòu)
Cevotec開發(fā)了SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)將復(fù)雜的材料混合物（如粘合劑薄膜，玻璃纖維和碳纖維層）應(yīng)用到常用的夾層芯（如鋁蜂窩）上，生產(chǎn)復(fù)雜的夾層結(jié)構(gòu)組件。“SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)能夠在一個(gè)系統(tǒng)中自動(dòng)鋪設(shè)這種多材料混合物，” Cevotec 首席技術(shù)官Felix Michl 報(bào)道。除了玻璃纖維羊毛，金屬結(jié)構(gòu)和木芯（例如輕木），SAMBA Multi還可以應(yīng)用 負(fù)載調(diào)整的纖維補(bǔ)片增強(qiáng)材料蜂窩，泡沫和其他核心材料。根據(jù)工藝要求，這可以在線生產(chǎn)或與生產(chǎn)線并行完成，以優(yōu)化循環(huán)時(shí)間。
SAMBA Multi具有平行單元，用于輸送不同的材料，然后精確地放置在3D夾芯或預(yù)成型工具上。通過(guò)將FPP單元安裝在線性軸上，該概念還可以為航空航天應(yīng)用生產(chǎn)長(zhǎng)而寬的部件。貼片夾具適用于特定的元件尺寸，可根據(jù)DIN-A5和DIN-A4尺寸進(jìn)行調(diào)整，以滿足普通飛機(jī)部件的要求。集成的夾持站可在此過(guò)程中更換夾具。
“復(fù)雜三明治組件的自動(dòng)化多層材料鋪設(shè)對(duì)加工時(shí)間和生產(chǎn)量產(chǎn)生了極為積極的影響，”Cevotec總經(jīng)理Thorsten Groene解釋道。“通過(guò)控制壓力和熱量進(jìn)行纖維沉積，可以避免中間壓縮，從而大大縮短加工時(shí)間。”
展開 Cevotec進(jìn)一步開發(fā)FPP滿足最新的行業(yè)要求
自動(dòng)預(yù)成型和鋪層工藝涉及核心材料，以及連續(xù)AFP（自動(dòng)化纖維鋪放）和補(bǔ)丁FPP（纖維貼片植入）增強(qiáng)材料。
纖維貼片植入/Fiber Patch Placement（FPP）是一種自動(dòng)預(yù)成型和鋪層技術(shù)，用于生產(chǎn)航空航天和汽車應(yīng)用以及醫(yī)療設(shè)備和運(yùn)動(dòng)設(shè)備中使用的復(fù)雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件。 FPP將加固材料切割為定制補(bǔ)丁，并將這些補(bǔ)丁機(jī)器人應(yīng)用于工具。得到的3D復(fù)雜形狀的疊層可以是干式加強(qiáng)件，然后用樹脂灌注或固化，或者可以是預(yù)浸帶，其被加熱并固化成成品部件。通過(guò)與領(lǐng)先的航空航天零件制造商的密切合作，Cevotec進(jìn)一步開發(fā)了FPP以滿足最新的行業(yè)要求。
自動(dòng)化航空夾層結(jié)構(gòu)
Cevotec開發(fā)了SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)將復(fù)雜的材料混合物（如粘合劑薄膜，玻璃纖維和碳纖維層）應(yīng)用到常用的夾層芯（如鋁蜂窩）上，生產(chǎn)復(fù)雜的夾層結(jié)構(gòu)組件。 “SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)能夠在一個(gè)系統(tǒng)中自動(dòng)鋪設(shè)這種多材料混合物，”Cevotec首席技術(shù)官Felix Michl報(bào)道。除了玻璃纖維羊毛，金屬結(jié)構(gòu)和木芯（例如輕木）之外，SAMBA Multi還可以將負(fù)載調(diào)節(jié)的纖維補(bǔ)片增強(qiáng)材料應(yīng)用于蜂窩，泡沫和其他芯材料。根據(jù)工藝要求，這可以在線生產(chǎn)或與生產(chǎn)線并行完成，以優(yōu)化循環(huán)時(shí)間。
SAMBA Multi具有平行單元，用于輸送不同的材料，然后精確地放置在3D夾芯或預(yù)成型工具上。通過(guò)將FPP單元安裝在線性軸上，該概念還可以為航空航天應(yīng)用生產(chǎn)長(zhǎng)而寬的部件。貼片夾具適用于特定的元件尺寸，可根據(jù)DIN-A5和DIN-A4尺寸進(jìn)行調(diào)整，以滿足普通飛機(jī)部件的要求。
展開 Cevotec進(jìn)一步開發(fā)FPP滿足最新的行業(yè)要求
自動(dòng)預(yù)成型和鋪層工藝涉及核心材料，以及連續(xù)AFP（自動(dòng)化纖維鋪放）和補(bǔ)丁FPP（纖維貼片植入）增強(qiáng)材料。
纖維貼片植入/Fiber Patch Placement（FPP）是一種自動(dòng)預(yù)成型和鋪層技術(shù)，用于生產(chǎn)航空航天和汽車應(yīng)用以及醫(yī)療設(shè)備和運(yùn)動(dòng)設(shè)備中使用的復(fù)雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件。 FPP將加固材料切割為定制補(bǔ)丁，并將這些補(bǔ)丁機(jī)器人應(yīng)用于工具。得到的3D復(fù)雜形狀的疊層可以是干式加強(qiáng)件，然后用樹脂灌注或固化，或者可以是預(yù)浸帶，其被加熱并固化成成品部件。通過(guò)與領(lǐng)先的航空航天零件制造商的密切合作，Cevotec進(jìn)一步開發(fā)了FPP以滿足最新的行業(yè)要求。
自動(dòng)化航空夾層結(jié)構(gòu)
Cevotec開發(fā)了SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)將復(fù)雜的材料混合物（如粘合劑薄膜，玻璃纖維和碳纖維層）應(yīng)用到常用的夾層芯（如鋁蜂窩）上，生產(chǎn)復(fù)雜的夾層結(jié)構(gòu)組件。 “SAMBA Multi生產(chǎn)系統(tǒng)能夠在一個(gè)系統(tǒng)中自動(dòng)鋪設(shè)這種多材料混合物，”Cevotec首席技術(shù)官Felix Michl報(bào)道。除了玻璃纖維羊毛，金屬結(jié)構(gòu)和木芯（例如輕木）之外，SAMBA Multi還可以將負(fù)載調(diào)節(jié)的纖維補(bǔ)片增強(qiáng)材料應(yīng)用于蜂窩，泡沫和其他芯材料。根據(jù)工藝要求，這可以在線生產(chǎn)或與生產(chǎn)線并行完成，以優(yōu)化循環(huán)時(shí)間。
SAMBA Multi具有平行單元，用于輸送不同的材料，然后精確地放置在3D夾芯或預(yù)成型工具上。通過(guò)將FPP單元安裝在線性軸上，該概念還可以為航空航天應(yīng)用生產(chǎn)長(zhǎng)而寬的部件。貼片夾具適用于特定的元件尺寸，可根據(jù)DIN-A5和DIN-A4尺寸進(jìn)行調(diào)整，以滿足普通飛機(jī)部件的要求。
展開 高性能復(fù)合材料樹脂傳遞膜技術(shù)( RTM)研究
樹脂傳遞模塑法(RTM)是一種低成本、效益好的復(fù)合材料成型工藝。研究了RTM用樹脂體系、預(yù)成型技術(shù)、成型模具、成型工藝以及RTM在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前，高性能復(fù)合材料的低成本制造技術(shù)成為復(fù)合材料研究領(lǐng)域中令人矚目的新發(fā)展動(dòng)向，它打破了長(zhǎng)久以來(lái)高性能復(fù)合材料必然具有高制造成本的慣例，為高性能復(fù)合材料開辟了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，RTM工藝正是在這思想指導(dǎo)下出現(xiàn)的復(fù)合材料制造工藝。它采用低粘度樹脂注入閉合模具中，樹脂流動(dòng)，浸潤(rùn)已合理鋪放好或預(yù)成型的增強(qiáng)材料，并固化成型。與其它傳統(tǒng)復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)相比，RTM有許多優(yōu)點(diǎn)：能夠制造高質(zhì)量、高精度、低孔隙率、高纖維含量的復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件，無(wú)需膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。RTM模具和產(chǎn)品可采用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)，模具制造容易，材料選擇廣。RTM成型的構(gòu)件與管件易于實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)以及局部加厚，帶芯材的復(fù)合材料能一次成型。RTM成型過(guò)程中揮發(fā)份少，有利于勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)。
RTM對(duì)基體樹脂工藝性的要求為：室溫或工作溫度下具有低的粘度（一般應(yīng)小于l.OPa．s）及一定的貯存期(如t≥48h)；樹脂對(duì)增強(qiáng)材料具有良好的浸潤(rùn)性、匹配性、粘附性；樹脂在固化溫度下具有良好的反應(yīng)性，且后處理溫度不應(yīng)過(guò)高（如T≤200°C凝膠化、固化到脫模的時(shí)間較短；固化時(shí)發(fā)熱量少。
適用于RTM工藝的基體樹脂主要包括環(huán)氧樹，脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹脂、酚醛樹脂和氰酸酯樹脂等。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 新能源車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子繞組技術(shù)
I-Pin繞組成型思路是扁線導(dǎo)體不經(jīng)過(guò)預(yù)成型，直接將直扁線導(dǎo)體沿軸向嵌裝在鐵芯槽內(nèi)（如圖7，圖8所示為聯(lián)合電子開發(fā)的分布式驅(qū)動(dòng)電機(jī)I-pin繞組）。
由于I-Pin繞組無(wú)需預(yù)成型且為單槽裝配，可以進(jìn)一步降低繞組的裝配預(yù)留空間，其槽滿率可以達(dá)到74％左右（以聯(lián)合電子目前已批產(chǎn)的I-pin產(chǎn)品為例），具有更為優(yōu)異的功率，扭矩與效率性能。
汽車剎車助力器殼體生產(chǎn)要點(diǎn)
首先最關(guān)鍵的就是確定分為幾次沖壓，因?yàn)楣ば蚨嗔送蛊鸩糠值牡灼矫骜薨櫶嗖焕谙乱还ば虻钠矫娑龋ば蛏倭死煨」艿谋诤駮?huì)變薄且超出公差，一般來(lái)說(shuō)變薄率不得低于0.8也就是說(shuō)原料厚度如果是2.0mm拉伸成型后最薄的地方不能低于1.6mm，強(qiáng)度得保證廠家所設(shè)計(jì)的真空助力泵的氣壓大小的安全。
檢測(cè)方式一般都是四面或八個(gè)方向剖開，同等工藝每一千個(gè)也得做檢測(cè)，這就是助力器殼體凸起成型的要點(diǎn)，關(guān)于助力器殼體的問(wèn)題我們后面在講一下，按凸起內(nèi)徑50mm做例子，應(yīng)分為5次沖壓，五次沖壓加工成型直徑依次為140mm，100mm，70mm，50mm+，最后保證內(nèi)徑50mm正常公差之內(nèi)。五次沖壓直徑差越來(lái)越小，原因是由于開始最大直徑時(shí)預(yù)成型料更多，后期直徑小了得有足夠的預(yù)成型料才能達(dá)到凸起并不變薄的目的所以直徑差要小。
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展開 Shape集團(tuán)用短纖維SMC成功覆蓋預(yù)制體
Shape集團(tuán)成功地將連續(xù)碳纖維預(yù)成型體與環(huán)氧模塑復(fù)合材料進(jìn)行壓縮成型。
Shape Group(Witney，UK)已成功地將第一批短纖維片材（SMC）在優(yōu)化的連續(xù)碳纖維SUPTEX預(yù)制件中壓實(shí)，該工藝通常被稱為過(guò)模。通常，模具是注射成型的化合物，但在這種情況下，SuPETEX使用壓縮。成型SMC。
SePeTeX預(yù)成型體采用連續(xù)的碳纖維束，使成品具有明顯的徑向和軸向強(qiáng)度，短纖維SMC采用環(huán)氧樹脂，成品為4.5毫米厚。
公司不能申報(bào)這個(gè)模范客戶，但這是一個(gè)令人振奮的發(fā)展，形狀總經(jīng)理Peter McCool說(shuō)。我們使用SePeTeX預(yù)制件的連續(xù)纖維作為結(jié)構(gòu)支撐，并在其上加強(qiáng)短纖維層壓板，它可以流動(dòng)和填充模具CAV。比較容易。
這項(xiàng)技術(shù)的潛力是相當(dāng)大的，McCool繼續(xù)說(shuō)。我們已經(jīng)研究了這個(gè)組合很長(zhǎng)一段時(shí)間，并認(rèn)為是時(shí)候把它帶到市場(chǎng)上。我們有幾個(gè)客戶喜歡美麗的外觀SMC和能力的壓力和維修零件的管道，肋骨拱和F。IPED輥，這意味著我們可以將功能納入復(fù)合組件，否則需要許多操作和組件。這個(gè)過(guò)程是用環(huán)氧樹脂熱固性樹脂，并提供了一個(gè)封閉的模塑部分，優(yōu)化的強(qiáng)度使用批準(zhǔn)的樹脂系統(tǒng)。
雖然這些試驗(yàn)是在平面模式下進(jìn)行的，但該方法也適用于復(fù)雜和雙曲率的零件，其目的是將這一過(guò)程應(yīng)用于汽車和運(yùn)動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)。
碳纖維布https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2606
展開 EADS采用Abaqus FEA推動(dòng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展
在航空應(yīng)用中，增強(qiáng)型碳纖維（CFRP）預(yù)浸料通常是首選的復(fù)合材料。然而在此情況下，EADS工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在考慮降低成本的同時(shí)，選擇了一種必需采用紡織復(fù)合材料的非熱壓罐成型工藝。此外，紡織復(fù)合材料還運(yùn)用于 A380壓力艙壁板中，A380是空中客車迄今為止使用復(fù)合材料最多的機(jī)型。
設(shè)計(jì)復(fù)合材料航空結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵因素就是各部件如何連接至周邊航空器結(jié)構(gòu)。襟翼等目前復(fù)合材料高升力結(jié)構(gòu)通常采用金屬負(fù)載導(dǎo)入結(jié)構(gòu)連接機(jī)翼。這些提供故障安全設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致機(jī)身重量加大和制造成本上升。此外，金屬和所連接的復(fù)合材料部件之間也存在著熱系數(shù)差異。另一方面，復(fù)合材料負(fù)載導(dǎo)入結(jié)構(gòu)也允許損傷容限設(shè)計(jì)，因?yàn)橐惶庝亴悠茡p可由其它完好的鋪層補(bǔ)償。此外，采用復(fù)合材料還可消除導(dǎo)熱負(fù)載問(wèn)題，因?yàn)楦呱拓?fù)載導(dǎo)入結(jié)構(gòu)均采用相同的復(fù)合材料。
Abaqus FEA推進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析的發(fā)展
EADS Innovation Works團(tuán)隊(duì)選用了Abaqus FEA對(duì)其復(fù)合材料LIR進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。Havar表示：“Abaqus是我們青睞的非線性求解器。它具備強(qiáng)大的復(fù)合材料分析功能，特別適合分析諸如我們LIR研究中所涉及的3D單元。”Abaqus FEA可用于EADS產(chǎn)品設(shè)計(jì)生命周期中的整個(gè)流程。在概念階段可用于縮小設(shè)計(jì)方案，在初步設(shè)計(jì)階段可用于設(shè)計(jì)首選概念，而在最后或詳細(xì)設(shè)計(jì)階段則可用于確保滿足所有規(guī)范要求。
新型復(fù)合材料LIR不但包括提供整體吊耳的驅(qū)動(dòng)翼肋，這些吊耳可固定襟翼驅(qū)動(dòng)器，而且還包括可將裝配組件固定在襟翼蒙皮的鉚釘（見圖1）。該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是簡(jiǎn)化LIR復(fù)雜的幾何預(yù)成型，以便在除了預(yù)成型相對(duì)簡(jiǎn)單和低成本的地方之外確保其厚度一致，從而降低制造成本。
展開 注塑成型預(yù)塑動(dòng)作與背壓控制，你知道嗎？
預(yù)塑動(dòng)作選擇：
根據(jù)預(yù)塑加料前后注座是否后退，即噴嘴是否離開模具，注塑機(jī)一般設(shè)有三種選擇：
固定加料：預(yù)塑前和預(yù)塑后噴嘴都始終貼進(jìn)模具，射座也不移動(dòng)。
前加料：噴嘴頂著模具進(jìn)行預(yù)塑加料，預(yù)塑完畢，注座后退，噴嘴離開模具。
選擇這種方式的目的是：
預(yù)塑時(shí)利用模具注射孔抵住噴嘴，避免熔料在背壓較高時(shí)從噴嘴流出，預(yù)塑后可以避免噴嘴和模具長(zhǎng)時(shí)間接觸而產(chǎn)生熱量傳遞，影響它們各自溫度的相對(duì)穩(wěn)定。
后加料：注射完成后，射座后退，噴嘴離開模具然后預(yù)塑，預(yù)塑完再注座前進(jìn)。該動(dòng)作適用于加工成型溫度特別窄的塑料，由于噴嘴與模具接觸時(shí)間短，避免了熱量的流失，也避免了熔料在噴嘴孔內(nèi)的凝固。
注射結(jié)束、冷卻計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)完畢后，預(yù)塑動(dòng)作開始。螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料熔融并擠送到螺桿頭前面。由于螺桿前端的止退環(huán)所起的單向閥的作用，熔融塑料積存在機(jī)筒的前端，將螺桿向后迫退。
當(dāng)螺桿退到預(yù)定的位置時(shí)（此位置由行程開關(guān)確定，控制螺桿后退的距離，實(shí)現(xiàn)定量加料），預(yù)塑停止，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。緊接著是倒縮動(dòng)作，倒縮即螺桿作微量的軸向后退，此動(dòng)作可使聚集在噴嘴處的熔料的壓力得以解除，克服由于機(jī)筒內(nèi)外壓力的不平衡而引起的“留涎”現(xiàn)象。
若不需要倒縮，則應(yīng)把倒縮停止開關(guān)調(diào)到適當(dāng)位置，讓預(yù)塑停止開關(guān)被壓上的同一時(shí)刻，后退停止開關(guān)也被壓上。當(dāng)螺桿作倒縮動(dòng)作后退到壓上停止開關(guān)時(shí)，倒縮停止。接著射座開始后退。當(dāng)射座后退至壓上停止開關(guān)時(shí)，射座停止后退。若采用固定加料方式，則應(yīng)注意調(diào)整好行程開關(guān)的位置。
一般生產(chǎn)多采用固定加料方式以節(jié)省注座進(jìn)退操作時(shí)間，加快生產(chǎn)周期。
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