碳纖維預浸料單向帶鋪敷解決方案

傳統的自動數控鋪帶機已經難以滿足日益增長的需求，于是逐漸出現了針對不同應用情況的個性化解決方案，這些解決方案涵蓋了生產效率和零件表面復雜性方面的所有需求。總體來講，有兩大類鋪敷設備：一種是鋪帶機；另外一種是鋪絲機。
傳統的自動數控鋪帶機已經難以滿足日益增長的需求，于是逐漸出現了針對不同應用情況的個性化解決方案，這些解決方案涵蓋了生產效率和零件表面復雜性方面的所有需求。總體來講，有兩大類鋪敷設備：一種是鋪帶機；另外一種是鋪絲機。

針對生產效率和所鋪敷工件型面復雜程度，自動鋪帶機可分成以下3種不同系列：

·生產效率較高、能夠鋪敷相當程度的復雜型面工件的標準系列；
·生產效率更高、加工較平坦表面工件的系列；
·生產效率一般、但適應非常復雜型面工件的系列；

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除了上述范圍廣泛的鋪帶設備之外，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雜形狀零件的解決方案。


圖1 標準多帶鋪帶機

1、標準鋪帶機

此類設備采用150mm或300mm帶寬的標準碳纖維帶子，具有非常高的生產效率和最佳的壓實能力，在生產中獲得了成功應用，超過34臺的此類設備已經投入運行最長達13年以上。這種鋪帶機的典型應用是制造水平尾翼、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準技術方案。

TORRESLAYUP標準鋪帶頭具有較高的生產效率，轉向能力也很高。當然，在某些情況下，有的零件表面曲率的要求超出了150mm帶寬的鋪帶轉向能力，這樣就需要使用75mm寬的帶子。可以方便地通過選項，采用標準鋪帶機而實現。 內容來自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（轉向的需要）中產生褶皺。

多帶鋪帶機的首次應用是在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標準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尖銳的機翼表面設計，只能采用75mm寬的帶子進行鋪敷。但如果采用這種窄帶，則生產率大大降低，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量以滿足月產13架機的生產任務。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帶寬的帶子同時進行開卷和鋪敷的能力。這樣，多帶鋪帶機的生產效率與采用300mm帶寬的整條帶子的生產效率就等同了。多帶鋪帶機的最大優點是能鋪敷需要75mm甚至50mm帶寬的高轉向曲面表面，這是300mm和150mm帶寬鋪敷設備所不能鋪敷的。此外，由于多帶鋪帶機數條帶的寬度之和仍是300mm，所以該設備還能保持與標準鋪帶頭鋪敷一條300mm帶寬時相同的生產效率。換言之，多帶鋪帶機既保持了300mm帶寬鋪帶機的高的生產效率，又兼顧了75mm或50mm窄帶所具備的很高的轉向能力。多帶鋪帶機的另一個優點是：它可以使用一條標準的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滿足了生產效率和轉向的需求。


圖3 工作中的鋪帶機

所以說，多帶鋪帶機不僅具有常規鋪帶機的能力，又具有很高的曲面控制能力和很高的生產效率。然而，這種優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，需要對方案進行最優化。在有些情況下，進行平坦鋪敷越來越常見。在進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，還需要進一步的超聲波切割，然后進行熱成型處理。這些情況與前述相反，扁平零件不存在轉向控制問題，但是要盡可能地提高生產效率。

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別。其設計可以同時實現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效率。高效多帶鋪帶機已投入運行。迄今為止，該產品在無曲率工件的制造方面，具有全球最高的生產效率。


圖4 自動鋪絲機

4、自動鋪絲機

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

自動鋪絲機具有兩種不同結構：一種是立柱式，與頭架/尾架系統協同工作，制造旋轉體工件；另一種是龍門結構，用來加工其他類型的工件。

來源：北京恒融達經貿有限公司 丁韜