先进复合材料等栅结构:前沿沉积技术制造
机床制造商COMEC(意大利基耶蒂),在复合材料研发机构CETMA(意大利布林迪西)支持下,利用创新沉积技术制造复合材料等栅结构。此技术在阿布鲁佐大区资助项目"基于先进材料工业应用的创新产品工艺解决方案研究"中开发,属"POR FESR阿布鲁佐2014-2020"计划一部分。
等栅结构用于多种应用和配置。典型结构由外层薄蒙皮与加强格栅一体连接组成。加强单元重复分布实现载荷高效分配,降低对冲击、分层和缺陷扩展的敏感性。格栅呈三角图案时,力学行为类似各向同性材料。等栅结构设计需混合模具:外部铝件和内部特氟龙模具,后者带等栅结构压痕用于未固结拖预浸料沉积。混合模具利用特氟龙与铝不同热膨胀系数(CTE)实现拖预浸料铺层最佳固结,同时提供刚性外部铝约束结构。
COMEC开发的沉积技术主要含两要素:六轴机器人和拖预浸料沉积头。方案采用六自由度拟人机器人,三自由度分配机臂定位连接腕部的沉积头,三自由度分配腕部用于沉积头定向。沉积头技术方案输入干拖,经在线系统浸渍树脂。浸渍在沉积头内完成,集成单元使纤维原位浸润树脂。在线浸渍系统降低成本——半成品成本高于此处用干增强材料,且需冷冻/冷藏,干纤维材料不需要。
沉积头末端是拖沉积前最后通过区域。浸渍后的拖从沉积喷嘴挤出,沉积在混合等栅模具表面。为确保复合层良好固结,用滚轮对新浸渍定位拖施加适当压力。
在特氟龙模具完成拖预浸料层沉积后,CETMA进行固结工艺,在热压机中使用外部铝模。聚合循环取决于拖预浸料用树脂。本案树脂为环氧,完全聚合需120°C。
复合材料等栅结构代表用于恶劣环境夹层结构的潜在替代方案。其灵活配置使多行业高性能应用成为可能。得益于COMEC开发浸渍机通用性,可用几乎任何纤维/基体组合,可轻松生产不同复合材料的等栅结构。
CETMA欣然支持此开发,COMEC研发团队重视CETMA贡献:"与CETMA合作促进了专业知识增长,巩固了日益强大的创新合作伙伴关系。"
树脂
- 复合材料3D打印:蓄势待发的产业级颠覆性技术
- Glassboard:借助 3D 打印实现快速可靠的产品开发
- 革新数据存储:带隐形斗篷的次世代磁性纳米结构
- America Works:开创制造业卓越的劳动力发展新篇
- NASA推进闪光热成像:瞬态与锁相技术实现更快更深无损检测
- WebSocket赋能IIoT边缘开发:安全实时连接的实战指南
- Modbus协议在IIoT边缘开发中的实战:树莓派构建安全传感器数据流
- Setforge 引入 9T Labs 技术量产碳纤维复合件,替代金属降重增强
- 便携修复套件简化复合结构现场维护
- Hexcel与Arkema携手推出HAICoPAS项目 革新碳纤维热塑性复合材料
- 混合空心型材技术:融合复合材料与金属实现卓越增强
- 复合材料科学与技术综合指南