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成果名称:自动化纤维铺放(AFP)系统

标       签:材料 | 高性能纤维及复合材料 | 碳纤维轻量化复合材料应用场景:应用于几何形状更加复杂的部件
  • 成果水平:未评价
  • 应用阶段:正在研发
  • 创新形式:其他
  • 合作方式:技术转让 独家授权 技术入股
  • 成果属性:国内技术二次开发
  • 交易状态:未交易
  • 所  在  地:上海市
  • 价       格:面议
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成果详情

技术提供者身份:其他
技术研发阶段:研发
交易方式:研发合同/授权许可
技术标签:新材料-高性能纤维及复合材料-碳纤维轻量化复合材料

研发背景
在大部分自动化生产中,先进的纤维铺放工艺需要大量的投资。但是,这种工艺却通过节约劳动力,减少废料,以及在铺层过程中表现出异乎寻常的高精确性和高重复性展现了其成本价值。

应用范围
AFP与ATL有许多相同之处,但是,后者更适合生产表面相对较平坦的部件,AFP则可用于几何形状更加复杂的部件。这是因为,AFP可以铺放更窄的丝束,并可以在尖锐的曲面上操控丝束;但宽一些的纤维带则需要弯曲一部分纤维才能铺放,而这会降低层压板的强度。

生产条件及设备



技术路线及原理
在AFP系统中,大量预浸丝束或纤维窄带被供给铺放头,铺放头将他们铺放成一个连续的预浸料层。先进的机械设备可以同时铺放32根丝束,丝束是由位于铺放头或其附近的纱架供应给铺放头的。
AFP铺放头可以安装在绕着模具/芯轴移动的多轴关节臂上,或者由起重机支撑。另一种选项是,模具在静止的铺放头上旋转,或铺放头和芯轴按照软件程序的精心设计双双“共舞”。
与大多数自动化系统一样,AFP需要一定的前期投资,但是仅仅是降低劳动力成本和减少材料浪费这一点,它就能够抵销这一成本,更不用说它还能够更加精确、稳定和重复地铺放丝束,从而得到超高质量的层压板。
丝束可以按照程序预先设定的方向铺放,因此,使纤维与使用过程中可能受到的局部压力相匹配,就可以遵照设计师针对不同结构部件提出的强度和硬度参数要求,生产出定制的层压板。材料在铺放过程中不会受到拉伸和折叠,并且压力也经过精确设定。铺放头可以执行所有必需的切割和重启操作,并可以和压紧辊整合在一起。高速状态下,执行多项同步功能需要精确的加工程序,以确保切割、运动和定位控制可以密切配合,同时也可进行高度动态的反向运动。AFP的控制与数控(CNC)机床有许多共同之处,因此,有些重型AFP供应商也生产CNC机床,例如MAG(原来的Cincinnati Machine)、Ingersoll和MTorre。

技术特色
AFP则可用于几何形状更加复杂的部件,这是因为,AFP可以铺放更窄的丝束,并可以在尖锐的曲面上操控丝束,但宽一些的纤维带则需要弯曲一部分纤维才能铺放,而这会降低层压板的强度。

经济效益分析
用AFP生产整个复合材料机身的所需时间仅仅为生产相应的金属结构所需时间的一小部分。这一点,加上大大减少的部件数量、组装的简便性、维护的减少和最终部件性能的提高,使得这一技术成为了大赢家。

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