碳纖維預(yù)浸料單向帶鋪敷解決方案

傳統(tǒng)的自動數(shù)控鋪帶機已經(jīng)難以滿足日益增長的需求，于是逐漸出現(xiàn)了針對不同應(yīng)用情況的個性化解決方案，這些解決方案涵蓋了生產(chǎn)效率和零件表面復(fù)雜性方面的所有需求?？傮w來講，有兩大類鋪敷設(shè)備：一種是鋪帶機；另外一種是鋪絲機。
傳統(tǒng)的自動數(shù)控鋪帶機已經(jīng)難以滿足日益增長的需求，于是逐漸出現(xiàn)了針對不同應(yīng)用情況的個性化解決方案，這些解決方案涵蓋了生產(chǎn)效率和零件表面復(fù)雜性方面的所有需求?？傮w來講，有兩大類鋪敷設(shè)備：一種是鋪帶機；另外一種是鋪絲機。

針對生產(chǎn)效率和所鋪敷工件型面復(fù)雜程度，自動鋪帶機可分成以下3種不同系列：

·生產(chǎn)效率較高、能夠鋪敷相當(dāng)程度的復(fù)雜型面工件的標(biāo)準(zhǔn)系列；
·生產(chǎn)效率更高、加工較平坦表面工件的系列；
·生產(chǎn)效率一般、但適應(yīng)非常復(fù)雜型面工件的系列；

123456

除了上述范圍廣泛的鋪帶設(shè)備之外，高效自動鋪絲機的誕生，帶來高效多帶鋪帶機的鋪帶頭了以極高效率鋪敷任意復(fù)雜形狀零件的解決方案。


圖1 標(biāo)準(zhǔn)多帶鋪帶機

1、標(biāo)準(zhǔn)鋪帶機

此類設(shè)備采用150mm或300mm帶寬的標(biāo)準(zhǔn)碳纖維帶子，具有非常高的生產(chǎn)效率和最佳的壓實能力，在生產(chǎn)中獲得了成功應(yīng)用，超過34臺的此類設(shè)備已經(jīng)投入運行最長達(dá)13年以上。這種鋪帶機的典型應(yīng)用是制造水平尾翼、襟翼、方向舵、升降艙、機翼等飛機部件，基本上已成為制造上述所有部件的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案。

TORRESLAYUP標(biāo)準(zhǔn)鋪帶頭具有較高的生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)向能力也很高。當(dāng)然，在某些情況下，有的零件表面曲率的要求超出了150mm帶寬的鋪帶轉(zhuǎn)向能力，這樣就需要使用75mm寬的帶子?？梢苑奖愕赝ㄟ^選項，采用標(biāo)準(zhǔn)鋪帶機而實現(xiàn)。 內(nèi)容來自123456

2、多帶鋪帶機

這種鋪帶機可以用于解決大而厚的零件制造所產(chǎn)生的問題。需要采用75mm和50mm的帶寬，因為零件表面曲率需要這種窄帶，以避免在鋪帶過程（轉(zhuǎn)向的需要）中產(chǎn)生褶皺。

多帶鋪帶機的首次應(yīng)用是在A-350機翼的制造過程中。此機翼蒙皮有33m長，8m寬，125層厚。這就需要很高的材料鋪放速率以保證合理的制造時間。TORRESLAYUP標(biāo)準(zhǔn)鋪帶機曾是機翼蒙皮制造最好的解決方案，然而對于表面曲率相當(dāng)尖銳的機翼表面設(shè)計，只能采用75mm寬的帶子進(jìn)行鋪敷。但如果采用這種窄帶，則生產(chǎn)率大大降低，制造此蒙皮所需要的時間會大大增加，并且也需要大大增加鋪帶機的數(shù)量以滿足月產(chǎn)13架機的生產(chǎn)任務(wù)。在此背景下，多帶鋪帶機作為解決特殊問題的正確方案被提了出來。


圖2 TORRESFIBERLAYUP高效自動鋪絲機的鋪絲頭

多帶鋪帶頭具備對4條75mm帶寬的帶子同時進(jìn)行開卷和鋪敷的能力。這樣，多帶鋪帶機的生產(chǎn)效率與采用300mm帶寬的整條帶子的生產(chǎn)效率就等同了。多帶鋪帶機的最大優(yōu)點是能鋪敷需要75mm甚至50mm帶寬的高轉(zhuǎn)向曲面表面，這是300mm和150mm帶寬鋪敷設(shè)備所不能鋪敷的。此外，由于多帶鋪帶機數(shù)條帶的寬度之和仍是300mm，所以該設(shè)備還能保持與標(biāo)準(zhǔn)鋪帶頭鋪敷一條300mm帶寬時相同的生產(chǎn)效率。換言之，多帶鋪帶機既保持了300mm帶寬鋪帶機的高的生產(chǎn)效率，又兼顧了75mm或50mm窄帶所具備的很高的轉(zhuǎn)向能力。多帶鋪帶機的另一個優(yōu)點是：它可以使用一條標(biāo)準(zhǔn)的300mm帶寬的帶子，或使用兩條150mm帶寬的帶子，或4條75mm帶寬的帶子，這樣在很大的范圍內(nèi)滿足了生產(chǎn)效率和轉(zhuǎn)向的需求。


圖3 工作中的鋪帶機

所以說，多帶鋪帶機不僅具有常規(guī)鋪帶機的能力，又具有很高的曲面控制能力和很高的生產(chǎn)效率。然而，這種優(yōu)異和獨一無二的解決方案對用戶的某些需求依然無法滿足，需要對方案進(jìn)行最優(yōu)化。在有些情況下，進(jìn)行平坦鋪敷越來越常見。在進(jìn)行平坦鋪敷的工件中，諸如桁條、肋等扁平型工件的制造過程，除了鋪
帶之外，還需要進(jìn)一步的超聲波切割，然后進(jìn)行熱成型處理。這些情況與前述相反，扁平零件不存在轉(zhuǎn)向控制問題，但是要盡可能地提高生產(chǎn)效率。

3、高效多帶鋪帶機

高效多帶鋪帶機在概念上與前述的多帶鋪帶頭相仿，但是卻有一個顯著的區(qū)別。其設(shè)計可以同時實現(xiàn)4條150mm帶寬帶料的開卷和鋪敷，這樣總的帶寬是600mm。該方案可以大幅度提高生產(chǎn)效率。高效多帶鋪帶機已投入運行。迄今為止，該產(chǎn)品在無曲率工件的制造方面，具有全球最高的生產(chǎn)效率。


圖4 自動鋪絲機

4、自動鋪絲機

鋪絲機能加工任意復(fù)雜型面的工件并具有極高的生產(chǎn)效率，因此，可以稱得上是終極解決方案。能夠適應(yīng)所有碳纖維零件的鋪敷。TORRESFIBERLAYUP是全新一代的高效鋪絲機，其開發(fā)過程耗時5年以上。整個開發(fā)過程旨在提供一個能極大提高老產(chǎn)品生產(chǎn)效率的新產(chǎn)品。這樣，也就使得最終產(chǎn)品的生產(chǎn)能力較之傳統(tǒng)系統(tǒng)提高了一個數(shù)量級。因為能充分滿足航空領(lǐng)域用戶對生產(chǎn)效率的高需求，這種高效鋪絲機也代表著未來設(shè)備的發(fā)展方向。

自動鋪絲機具有兩種不同結(jié)構(gòu)：一種是立柱式，與頭架/尾架系統(tǒng)協(xié)同工作，制造旋轉(zhuǎn)體工件；另一種是龍門結(jié)構(gòu)，用來加工其他類型的工件。

來源：北京恒融達(dá)經(jīng)貿(mào)有限公司 丁韜