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天鵝座Texkimp開發零度卷繞解決方案,幫助制造商在輕質結構復合材料零件中實現縱向強度

 纖維處理和加工技術公司Cygnet Texkimp(英國諾斯維奇)開發了一種以零度角纏繞復合纖維的方法,以使用少的纖維量制造具有增強機械強度的彎曲和筆直的結構件。
零度繞組 - 也稱為軸向,單向或縱向繞組 - 是一種廣受歡迎的技術,特別是在汽車,航空航天和建筑行業的輕質結構部件制造商中。使用傳統燈絲纏繞很難實現的技術利用了纖維直接沿軸向負載路徑或縱軸纏繞時產生的固有機械強度。

零度纏繞描述了與心軸方向平行鋪設纖維的作用。到目前為止,沿零件軸線纏繞的復雜性使制造商無法充分利用軸向強度的優勢。

Cygnet Texkimp專門從事纖維處理和加工機械的設計和制造,包括用于復合材料行業的長絲纏繞技術,使用其3D卷繞機和多軸絡筒機開發了該工藝。這些是該公司的高速,多軸,在3D繞線機的情況下,機器人安裝的繞線機。至關重要的是,這兩種技術的能力使制造商不僅可以制造零度繞組的直零件,還可以制造彎曲零件,例如飛機的燃油管。

纖維鋪設的方向和角度會影響長絲纏繞部件的特性?,F代長絲纏繞技術使制造商能夠通過選擇用于構建零件的纖維的幾何形狀和數量來定制結構并定制其強度特性。通過這種方式,制造商可以根據零件的預期用途和需要承受的預期力來增加特定區域的強度。傳統的長絲繞組,包括箍和螺旋繞組,可以從幾乎所有方向提供機械性能,但沿零件軸的有效覆蓋是一個挑戰。


 

 

軸向纖維從多位置紗架送入工藝,同時旋轉環提供角度纖維

 

“有一些方法可以使用傳統的燈絲纏繞獲得接近零度,但沒有固定機制將零度纖維固定到位,”Cygnet Texkimp的Yan Liu博士解釋說。

“通過手動預包裝心軸可以產生類似的性能,但這是一種勞動密集型方法,不適合大批量應用。

使用MAW和3D卷繞機使零度纏繞成為可能,因為軸向纖維由收卷機構固定到位。纖維從一系列(兩個或三個)旋轉環進入工藝,這些旋轉環上裝有纖維線軸,這些線軸圍繞靜態心軸來回移動,在它們走的時候纏繞。此外,可以在工藝開始時加入纖維放卷架,以增加可以一次性進料和鋪設的纖維量,從而提高生產效率。

“零度風的能力對于制造關鍵部件非常重要,在這些部件中,在縱向具有機械性能非常有用,”劉彥博士說。“這是長絲繞組技術發展的一個令人興奮的發展。


Cygnet Texkimp的多軸卷繞機使零度上鏈成為可能,因為軸向纖維由卷繞機構固定到位

“我們的解決方案非常適合承受彎曲載荷的零件,例如汽車的結構側和前部沖擊保護梁。與縱向路徑直接平行的卷繞所獲得的強度水平和均勻性是高性能零件制造中非常理想的特性,特別是當與處理擴展絲束的能力相結合時,這進一步增加了軸向纖維在需要的地方的覆蓋范圍。

“通過零度卷繞而不是通過添加大量纖維來增加強度和抗沖擊性意味著制造商可以用小的纖維制造堅固的零件,從而減輕重量,從而提高燃油效率并支持輕量化議程。

“我們相信我們的解決方案是獨一無二的,特別是因為它使我們能夠快速,一致地創建具有佳軸向強度的復雜彎曲形狀。