航空航天樹脂轉移模塑(RTM)自動化
據CompositesWorld雜志2016年1月1日報道,德國航宇中心的輕量生產技術中心已開發一條被稱為EVo的自動化生產線,每年能夠生產10萬件復雜的復合材料零件。EVo初設計是為了制造飛機框和桁條,工作始于2009年,當時下一代空客A320正在籌劃采用碳纖維增強復合材料,如何采用手工鋪層達到年產500架對空客來說是一個挑戰。每架飛機有200個機身隔框,每年500架飛機,也就是說每年要生產10萬個隔框,因為必須開發一條自動化工藝生產線。
Torstrick集團初打算選擇一個供應商做成一條集成生產線,但終選擇了6個獨立部分拼接生產線,它們是:預浸料準備、預成形、精密修整、RTM、烘爐和軟件。這些供應商通過建立一種標準能夠協調工作。預浸料準備模塊滾壓織物然后將它們送到自動切割機上,按照數字化切割文件對不同的材料和預浸料鋪放布排進行切割。切割完成的預浸料儲存在一個由機器人分檢的貨架系統上,由機器人將其放到運輸臺面上輸送到預成形區。在車間的屋頂上有一個照相系統為機器人提供信息。
下一個模塊采用真空薄膜對層疊預浸料施壓,并從層壓材料下面抽氣,同時通過紅外加熱活化材料上面的粉末環氧粘結劑。結果顯示,這種機器人處理的預成形件在修整過程中較為穩定。精密修整模塊將穩態的預形件修整為近無余量成形件,這一功能使EVo功能更強。這一步能夠防止預成形件內的樹脂游走,形成“干點”。特別強調的是,銑削固化的零件會使纖維暴露在濕氣中,從而在樹脂中形成微裂紋,因此復合材料零件不開邊很重要。所有的邊緣必須密封并放回熱壓罐中。
機器人將近無余量預成形件放進由4部分組成的RTM模具中,外模帶有所有加熱通道,預形件放在內模/芯模上。芯模合上整體放進RTM壓機上。所有框看起來很像,但實際幾何形狀都有差別,因此需要每套模具處理不同的零件。另外這個工藝要求必須采用規定的樹脂,這種樹脂固化時間超過90分鐘,因此閉模后將模具移動到壓機上然后烘烤進行后固化。EVo能夠立即注射和固化不同零件。
個試驗件為2m長的V形曲面框,其在長度方向上厚度和曲率都有變化。實際上,沒有一個零件是這樣的,但是試驗是為了收集所有可能的問題,因此將所有特點放在一個零件上,人們稱這個零件為“Frankenframe”。EVo生產線能夠在目標時間為30-40分鐘處理尺寸為2.5m×2m×40 cm(高度)的零件。如果采用更快固化的樹脂,時間能夠大幅減少。另外還可以通過改進精密修整區域,使之能夠進行泡沫銑削制造夾芯零件,還可以采用隔膜對零件進行固化。
更多信息請關注復合材料信息網www.lzzz.net
Torstrick集團初打算選擇一個供應商做成一條集成生產線,但終選擇了6個獨立部分拼接生產線,它們是:預浸料準備、預成形、精密修整、RTM、烘爐和軟件。這些供應商通過建立一種標準能夠協調工作。預浸料準備模塊滾壓織物然后將它們送到自動切割機上,按照數字化切割文件對不同的材料和預浸料鋪放布排進行切割。切割完成的預浸料儲存在一個由機器人分檢的貨架系統上,由機器人將其放到運輸臺面上輸送到預成形區。在車間的屋頂上有一個照相系統為機器人提供信息。
下一個模塊采用真空薄膜對層疊預浸料施壓,并從層壓材料下面抽氣,同時通過紅外加熱活化材料上面的粉末環氧粘結劑。結果顯示,這種機器人處理的預成形件在修整過程中較為穩定。精密修整模塊將穩態的預形件修整為近無余量成形件,這一功能使EVo功能更強。這一步能夠防止預成形件內的樹脂游走,形成“干點”。特別強調的是,銑削固化的零件會使纖維暴露在濕氣中,從而在樹脂中形成微裂紋,因此復合材料零件不開邊很重要。所有的邊緣必須密封并放回熱壓罐中。
機器人將近無余量預成形件放進由4部分組成的RTM模具中,外模帶有所有加熱通道,預形件放在內模/芯模上。芯模合上整體放進RTM壓機上。所有框看起來很像,但實際幾何形狀都有差別,因此需要每套模具處理不同的零件。另外這個工藝要求必須采用規定的樹脂,這種樹脂固化時間超過90分鐘,因此閉模后將模具移動到壓機上然后烘烤進行后固化。EVo能夠立即注射和固化不同零件。
個試驗件為2m長的V形曲面框,其在長度方向上厚度和曲率都有變化。實際上,沒有一個零件是這樣的,但是試驗是為了收集所有可能的問題,因此將所有特點放在一個零件上,人們稱這個零件為“Frankenframe”。EVo生產線能夠在目標時間為30-40分鐘處理尺寸為2.5m×2m×40 cm(高度)的零件。如果采用更快固化的樹脂,時間能夠大幅減少。另外還可以通過改進精密修整區域,使之能夠進行泡沫銑削制造夾芯零件,還可以采用隔膜對零件進行固化。
更多信息請關注復合材料信息網www.lzzz.net










































