國際新研發:簡化大型夾層復合材料部件的生產

有時,輕量化的生命力不僅來自于正確的材料在正確的地方,而且還來自于正確的想法在正確的時刻。2022年2月的一項發明大大簡化了大規模夾層復合材料部件的生產。
外
德國高格勒與盧茨公司的芯材料制成的具有協奏曲效應的補償件就像一個套件的單獨部件一樣,只具有彈簧的特性,不僅可以補償公差,并且由于單獨的表面處理,如機械加工和非切割制造工藝,還可以緊密地圍繞曲線輪廓。
  
一目了然:
  - 快速:由夾層復合材料制成的大型輕量化部件的生產時間得以縮短;
  - 安全:通過材料包和由此產生的穩定質量,提高了工藝和部件的安全性;
  - 降低成本:更高的生產力和工藝優化有助于降低生產成本;
  - 個性化:材料和幾何形狀是靈活的,可以適應具體的應用。
  
這項技術可以在風能的擴展過程中發揮自己的作用。相關人員說:"憑借其協同效應,我們的發明使大型夾層復合材料部件的制造變得更加容易和快速,例如風力渦輪機的轉子葉片,"。
  
任何曾經鋪過地板的人都知道下面這個問題:開始時,瓷磚或鑲木地板可以鋪得很好,但只要你接近表面的末端,就會發現:它就是不合適。然后開始耗時的測量、鋸切、切割和裝配。
  
對于生產工人來說也是如此,他們用芯層材料鋪設大型部件,如風力渦輪機的轉子葉片,以增強纖維覆蓋層的剛度,并實現所需的機械性能。轉子葉片是巨大的 - 通常長于75米,有時長達100米。夾層結構無法按這樣的尺寸加以制造,這也適用于芯層。因此,在一個標記和預選的結構圖中,芯層材料是作為單一部件被插入到模具中的,類似于一個拼圖。
  
芯層材料的公差補償
  后,各個部件不可避免的制造公差以及它們在部件尺寸上的相加,留下的差距往往是幾厘米大小,這個差距難以彌補。然后在一個耗時的過程中切割芯層材料,或者用樹脂粘住縫隙。兩者都會導致質量上的差異,導致產品質量并不理想。
  制造大型夾層復合材料部件的解決方案是來自高格勒與盧茨公司的具有協同效應的材料套件。這就是芯層材料,材料有凹槽,這樣可以在一個空間方向上實現縱向拉伸。插入時,生產工人輕壓工具包,將其放入縫隙。由于膨脹效應,材料適應并填補了由溝槽幾何形狀設定的彈簧力的可用空間。
  可以考慮用不同的材料來制作成套設備。選擇取決于所使用的芯層材料。由PVC(聚氯乙烯)或PET(也是可回收材料)或可再生原料(如輕木)制成的塑料泡沫都是可能的。材料中的缺口在幾何形狀上是針對特定的應用。例如,在芯層材料厚度為15至50毫米的情況下,壓痕的凹槽在表面上會有大約2至5毫米,凹槽本身以5至20毫米的間隔彼此相隨。
  
優化生產流程
  由于長度補償效應,部件邊緣的制造公差和拼圖式的結構方案可以快速、輕松地彌合并準確地關閉。因此,本發明通過消除后續加工程序,減少了部件制造的循環時間。本發明提高了工藝的可靠性,并且由于其均勻性,盡管有不同的公差,也能確保一貫的高質量。更重要的是,通過對樹脂通道或表面結構的合理設計,可以控制后續浸漬過程中的樹脂流動,并優化工藝。
  
擴展設計范圍
  這種類型的公差補償也大大擴展了夾層復合材料部件開發和生產中的工藝范圍。這是因為補償片的變形能力不能只用在邊緣區域。相反,這些凹槽確保了剛性芯層材料在必要時可以彎曲成一個半徑,以便形成接近輪廓的圓形。通過這種方式,甚至更復雜的形狀設計也可以在復合材料部件中實現。本發明特別適用于大尺寸的夾層部件,由于其特性,可以有益地用于許多行業 - 風力發電、船舶和船只建造、航空航天、鐵路和公路車輛建造或工業部件。