國際新研發:旨在實現復合材料夾層結構生產的全自動化

德國慕尼黑Cevotec與GKN、慕尼黑工業大學、SGL Carbon和奧格斯堡大學合作,旨在使用 FPP 實現夾層零件的全自動鋪層,實現鋪層速度提高 7-10 倍。
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  Cevotec(德國慕尼黑)與 GKN Aerospace Deutschland GmbH(德國慕尼黑)、TUM – Chair of Carbon Composites(德國加興)、SGL Carbon(德國威斯巴登)、奧格斯堡應用技術大學(Augsburg University of Applied Sciences)及巴伐利亞經濟事務部的共同創立機構——區域發展和能源部等眾多機構通力合作,啟動了一個開創性的研發項目——MAI ACoSaLUS(自動復合夾層鋪層系統)。通過這個項目,Cevotec 表示將推進其纖維貼片鋪放 (FPP) 技術和在線檢測能力,以實現進一步的工業化。
  減排是新工藝開發和部件認證的主要驅動力。航空航天業為減少排放所做的持續努力導致了復合材料和夾層結構的廣泛應用。后者使用泡沫和/或蜂窩芯材料以極輕的重量增加剛度,并提供額外的好處,例如隔熱和隔音。然而,Cevotec 表示,他們仍然在很大程度上依賴于體力勞動和多個后續檢查步驟,以確保符合嚴格的質量規范,而這正是公司 FPP流程的用武之地。
  “FPP技術的獨特之處在于它能夠將纖維鋪設在具有復合材料彎曲的表面上,”Cevotec 席執行官 Thorsten Groene 解釋說。“我們希望將其擴展到完整夾層組件的自動鋪層,包括核心材料。” ACoSaLUS 項目的主要目標是將所需的體力勞動量減少多達 100%,并將凈鋪層速度提高 7 到 10 倍,達到15 平方米/小時。
  實現這些項目目標將使復合材料夾層組件的生產更加經濟、高效和可控。Cevotec 在 ACoSaLUS 項目中的工作范圍包括軟件和硬件開發,包括進一步推進 FPP 流程。“我們將在我們系統中集成的機器人上實施主動力反饋功能,以滿足鋪層過程中的佳壓實力,同時還增強我們專有的夾持器技術,”Cevotec的 ACoSaLUS 項目負責人 Richard Carle 說。
  在軟件方面,Cevotec 正在與奧格斯堡應用科學大學(Augsburg University of Applied Sciences)合作,優化 FPP 鋪層規劃和模擬算法,以減少每個組件的整體周期時間并進一步提高機械強度預測的質量。為確保生產的組件符合航空航天客戶和一級供應商所需的嚴格制造規范,Cevotec 將開發一個視覺系統,以在貼裝過程中檢查層和第二層皮膚層壓板。這將與 GKN Aerospace GmbH 和 VisCheck GmbH(德國拜仁州)密切合作完成。SGL Carbon 開發的新預浸料配方也將在項目期間進行測試,以優化它們在 Cevotec 系統上的使用。此外,Vabatec GmbH(德國慕尼黑)將進一步開發其新開發的基于抓手的真空輔助應用技術。
  2023 年項目完成時,Cevotec的目標是將相關部件的凈鋪層速度提高 7-10 倍,并使用 FPP 技術開發夾層零件的全自動鋪層工藝,包括先進的在線檢測程序和自適應過程控制、先進的貼裝程序和自動核心處理,目的是將開發成果轉化為航空航天系列生產。