纖維素輕量化航空桿件的自動化加工

 　  

     用于多軌道鋪設(shè)可變纖維角度的TowPregs的設(shè)施（來源：ifw）

　　

　　在TowPregRod項目中，位于斯塔德的制造技術(shù)和機(jī)床研究所（IFW）正在集中研究纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的自動鋪設(shè)技術(shù)。在這里，研究人員正在優(yōu)化輕量化航空棒的生產(chǎn)。其目的是在一個連續(xù)的過程中加工TowPregs，以生產(chǎn)CFRP夾層棒。

　　

　　通過將沿棒縱向軸線的單向碳纖維加固和斜向排列的角度層結(jié)合起來，可以擴(kuò)大CFRP夾層棒的應(yīng)用范圍。單向CFRP層主要改善了沿棒材軸線的拉伸和壓縮性能，而有角度的層帶來了扭轉(zhuǎn)剛度的增加。帶有角度層的棒材還可以承受更高的內(nèi)部壓力，因此適用于高壓下的介質(zhì)引導(dǎo)應(yīng)用。

　　

　　對于航空航天領(lǐng)域的自動鋪帶，使用的是預(yù)浸漬碳纖維帶，即所謂的預(yù)浸漬。一個更具成本效益的替代方案是預(yù)浸漬纖維束，也稱為Prepregs，然而，它的尺寸變化較大。

　　

　　在該項目中，Schütze公司負(fù)責(zé)按照桿子的方向沉積纖維束的過程。然后，在專門開發(fā)的多軌道鋪設(shè)單元的幫助下，給桿子提供角度位置，該單元由兩個旋轉(zhuǎn)的軌道載體組成。鋪設(shè)單元的數(shù)量取決于棒材直徑和所需的纖維角度。該系統(tǒng)是模塊化的，可以根據(jù)棒的配置進(jìn)行調(diào)整。計劃是生產(chǎn)直徑為15至80毫米、角度為30至85°的抗扭剛度棒材。沉積后，棒材在壓力和溫度下進(jìn)行在線固化。

　　

　　在該項目中獲得的關(guān)于Preprejs加工的知識可以被納入到預(yù)浸漬粗紗的成本高效、魯棒性好的鋪設(shè)系統(tǒng)的開發(fā)中。這將使Prepregs的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到其它小批量產(chǎn)品，這些產(chǎn)品到目前為止一直由濕式層壓工藝主導(dǎo)。