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美國通用原子能航空系統(tǒng)公司開發(fā)新型熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件制造系統(tǒng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-01-21  來源:國防信息科技網(wǎng)  瀏覽次數(shù):272
核心提示:美國航空航天制造商通用原子能航空系統(tǒng)公司(GA-ASI)正在開發(fā)一種新型熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件制造系統(tǒng),該系統(tǒng)無需采用傳統(tǒng)的工具
       美國航空航天制造商通用原子能航空系統(tǒng)公司(GA-ASI)正在開發(fā)一種新型熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件制造系統(tǒng),該系統(tǒng)無需采用傳統(tǒng)的工具,有望在航空、航天等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

       目前該制造系統(tǒng)尚未正式命名,系統(tǒng)包括兩個協(xié)同工作的6軸機器人、支撐裝置、計算設(shè)備、成像系統(tǒng)等。兩個機器人中,其中一個機器人包含單向自動鋪帶頭,執(zhí)行自動鋪帶功能,通過激光加熱逐層原位固結(jié)熱塑性材料;第二個機器人起到“支撐”作用,通常置于自動鋪帶機器人的鏡像位置,可在三維空間內(nèi)移動,其機械臂的自由端包含一個支撐面,可為熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件的制造提供模具。自動鋪帶機器人將帶材放在模具內(nèi),鋪帶頭和支撐頭可在三維空間內(nèi)同時移動來鋪放材料。整個制造系統(tǒng)中,支撐裝置還包括一個桁架畫框結(jié)構(gòu),帶材放置的該結(jié)構(gòu)內(nèi),且每條帶材的每一端都固定在框架上,該結(jié)構(gòu)可依據(jù)不同的應(yīng)用程序而設(shè)置不同的形狀,在構(gòu)件制造過程中,這一結(jié)構(gòu)有時是固定的,有些是可以移動的。此外,帶材可由機器人操縱,以改變?nèi)S空間內(nèi)的方向,構(gòu)建輪廓和復(fù)雜的形狀。
 
       GA-ASI公司的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者/高級產(chǎn)品開發(fā)人員John Geriguis表示,該系統(tǒng)的開發(fā)工作目前仍在進行中,公司一直在致力于軟件系統(tǒng)的優(yōu)化,以更好的控制機器人的操作。他還表示,整個過程高度依賴于一種基于照相機的現(xiàn)場檢測系統(tǒng),可在鋪放過程中對材料等缺陷進行檢測;由美國Trilion Quality Systems公司為GA-ASI開發(fā)的實時虛擬裝配工具(RVAT)系統(tǒng),通過將在制品結(jié)構(gòu)與設(shè)計的CAD數(shù)據(jù)進行比較,然后動態(tài)調(diào)整鋪帶過程,以保持符合設(shè)計規(guī)范。
 
       John Geriguis表示,GA-ASI已經(jīng)使用該系統(tǒng)對若干種熱塑性樹脂材料進行了評估,該系統(tǒng)適用于增強型(如纖維)、非增強型等多種熱塑性材料,如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚砜(PES)等。在材料鋪放過程中,也采用了多種持續(xù)加熱和/或冷卻工藝。
 
       Geriguis表示,該制造系統(tǒng)可以有效地用于飛機機身、機翼結(jié)構(gòu)件,以及風(fēng)力渦輪機葉片等的制造。到目前為止,除了通用原子能航空系統(tǒng)公司外,該系統(tǒng)的研發(fā)也引起來NASA的高度關(guān)注,具有在太空環(huán)境中應(yīng)用的潛力。
 
關(guān)鍵詞: 復(fù)合材料 碳纖維
 
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