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行业分析

德国航宇院开发出树脂转移模塑(RTM)自动化生产线
来源:航空工业发展研究中心  2016-01-13 16:02:46
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=2547

  据复合材料世界杂志2016年1月报道,德国航宇院(DLR)的轻量生产技术中心已开发一条被称为EVo的自动化生产线,每年能够生产10万件复杂的复合材料零件。

  EVo最初设计是为了制造飞机框和桁条,工作始于2009年,当时下一代空客A320正在筹划采用碳纤维增强复合材料,如何采用手工铺层达到年产500架对空客来说是一个挑战。每架飞机有200个机身隔框,每年500架飞机,也就是说每年要生产10万个隔框,因此必须要开发一条自动化工艺生产线。

  DLR的研究团队最初打算选择一个供应商做成一条集成生产线,但最终选择了6个独立部分拼接生产线,它们是:预浸料准备、预成形、精密修整、RTM(树脂转移模塑)、烘炉和软件。这些供应商通过建立一种标准能够协调工作。

  预浸料准备模块滚压织物然后将它们送到自动切割机上,按照数字化切割文件对不同的材料和预浸料铺放布排进行切割。切割完成的预浸料储存在一个由机器人分检的货架系统上,由机器人将其放到运输台面上输送到预成形区。在车间的屋顶上有一个照相系统为机器人提供信息。
 

EVo RTM自动化生产线上的自动切割和铺层模块

  下一个模块采用真空薄膜对层叠预浸料施压,并从层压材料下面抽气,同时通过红外加热活化材料上面的粉末环氧粘结剂。结果显示,这种机器人处理的预成形件在修整过程中较为稳定。

  精密修整模块将稳态的预形件修整为近无余量成形件,这一功能使EVo功能更强。这一步能够防止预成形件内的树脂游走,形成“干点”。特别强调的是,铣削固化的零件会使纤维暴露在湿气中,从而在树脂中形成微裂纹,因此复合材料零件不开边很重要。所有的边缘必须密封并放回热压罐中。

EVo RTM自动化生产线上的精密修整模块  

  机器人将近无余量预成形件放进由4部分组成的RTM模具中,外模带有所有加热通道,预形件放在内模/芯模上。芯模合上整体放进RTM压机上。所有框看起来很像,但实际几何形状都有差别,因此需要每套模具处理不同的零件。另外这个工艺要求必须采用规定的树脂,这种树脂固化时间超过90分钟,因此闭模后将模具移动到压机上然后烘烤进行后固化。EVo能够立即注射和固化不同零件。

  第一个试验件为2m长的V形曲面框,其在长度方向上厚度和曲率都有变化。实际上,没有一个零件是这样的,但是试验是为了收集所有可能的问题,因此将所有特点放在一个零件上,人们称这个零件为“Frankenframe”。EVo生产线能够在30-40分钟目标时间内处理尺寸为2.5m×2m×40cm(高度)的零件。如果采用更快固化的树脂,时间能够大幅减少。另外还可以通过改进精密修整区域,使之能够进行泡沫铣削制造夹芯零件,还可以采用隔膜对零件进行固化。

文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=2547