炫酷!FRP制造也用上了AR眼鏡

目前,復合材料(FRP)產品的制造仍不可避免地需要手工制作的步驟,比如纖維增強復合材料半成品的位置與方向需要手工精確定位,才能保證產品在層合和固化后獲得所需的結構穩定性和靈活性。終,這成為了用戶能夠充分利用FRP材料優勢的唯一途徑。為了使手工定位更加簡便,位于德國亞琛的弗勞恩霍夫產品技術研究所(Fraunhofer IPT) 為商用增強現實(Augmented Reality,AR)眼鏡開發出了實用軟件,該系統能夠將半成品材料的正確定位指示在模具的虛擬位置上,從而顯著提高FRP產品生產過程的質量和性能。
 

 
  在復合材料部件制造或維修過程中對FRP半成品進行懸垂操作時,纖維層的位置和取向信息往往需要參考手冊中的文字說明進行。特別是中小型企業通常都是根據說明書操作,對工人的操作經驗依賴性極高。而對于航空航天領域的大型企業,早已通過激光投射系統在模具上為半成品定位。激光定位法確實能夠幫助操作者確定半成品的大致擺放位置,但激光定位系統價格較高,且缺乏應用靈活性。
 
  直接顯示在部件上的數字指令和文檔
 
  Fraunhofer IPT新近開發了能夠有效替代手工定位和激光定位的新方法,這是“智能鋪放”("Smart-Lay-Up!")項目的部分成果。適用于商用智能眼鏡的AR軟件可以將半成品材料的精確位置和方向直接呈現在部件上。AR眼鏡中對目標輪廓的投影同樣支持半成品材料的切割過程。與傳統手工操作和利用激光定位系統相比,新方法在操作上更為靈活、經濟效益更高,且生產環境下可放大,適合FRP產品的批量化生產。
 
  新技術并非僅為工人提供電子版操作說明書,它同時能夠將纖維織物或預浸料應該鋪放的位置在增強現實環境下直接呈現在部件上。操作說明會指導工人逐步進行預成型操作,為了保證質量,必要時也可以對操作過程進行記錄。
 
  軟件可以非常方便地以APP形式安裝在安卓操作系統下,適合執行手工鋪放操作任務。希望嘗試使用該技術的公司可以先測試APP的可行性,并與Fraunhofer IPT的研究人員一道確定所需的技術參數。
 
  研究人員預測,新技術將提高FRP部件制造的精確性和可追溯性,降低錯誤率,縮短工藝周期。所需配備的智能眼鏡系統價格不足激光系統的十分之一,這是中小型企業所能夠承擔的,不僅將在醫用技術、船艇建造、機械工程等領域顯著提高生產率,在高端消費品市場FRP產品的制造領域同樣大有作為。