復合材料夾層結構全自動化生產

　　

　　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首席執行官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最佳壓實力，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第一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。

　　

　　

　　

　　圖片來源：Cevotec

　　

　　Cevotec和項目合作伙伴在2023年取得了重大進展，包括改進自動化處理、貼片視覺檢測以及層壓設計和貼片放置流程。

　　

　　Cevotec報告了自項目啟動以來的過去幾個月取得的進展。Cevotec專注于層壓板設計和貼片工藝的改進，以及基于機器人的蜂窩芯自動化處理。

　　

　

　　

　　為了實現自動化鋪層過程，Cevotec在這個聯合項目中進一步開發了通用FPP技術，并成功地將第一個貼片直接放置在彎曲的工具上。這種定位技術將該公司的滾動運動應用于六軸機器人，該機器人使用它來精確地在高度復雜的凸形表面上放置貼片。機器人的運動遵循設置好的運動曲線。為了支持這種精確放置技術，Cevotec的貼片夾持器也得到了改進，現在具有增強的真空和吹氣功能。目前，該公司正在優化放置參數，為最終的演示器生產做準備。

　　

　　Cevotec的貼片視覺檢測系統也有改進，它開發了一種貼片后控制系統，使用基于人工智能的圖像識別技術，以滿足航空航天客戶嚴格的制造規范和質量要求。通過訓練后的人工智能的神經網絡，系統可以正確地檢測不同的材料。這使得視覺檢查能夠識別貼片是否成功放置。它還可以進一步升級以檢測異物、損傷和其他缺陷。該系統可以區分各種材料，如蜂窩、單向或編織補丁。視覺檢測的新功能也將在最終演示器的生產過程中進行測試。

　　

　

　　

　　除了推進鋪層工藝，Cevotec指出，它的目標是更加靈活的制造工藝，以精確地將蜂窩材料放置在復雜的幾何形狀上，提高生產率并縮短周期。這包括開發正在申請專利的專用蜂窩夾持器，實現主動反饋功能以優化鋪層過程中的壓力。

　　

　　經測試，Cevotec現在已經將蜂窩夾持器原型集成到其生產系統中，通過六軸機器人將復雜形狀的三明治芯材自動放置在模具上。據該公司稱，現在使用FPP技術自動化工藝代表了一項重大成就，因為蜂窩放置直到現在還不能自動化。因此，該技術可以取消復合夾層部件生產中的手動過程，提高生產質量和效率。