然而,没过多久,复合材料在民用航空领域的应用就日益扩大,在波音777、空客330/340等机型上逐步采用了越来越多的复合材料。铺带机能大幅度地提高复合材料工件加工的效率和产品质量,复合材料的大量应用为铺带机提供了良好的发展机遇。另外,能用铺带机来铺敷的工件种类也日趋增加,比如梁、肋、长珩、平尾和垂尾的蒙皮等,这就对自动化数控铺敷设备提出了越来越高的要求。新机型的开发,如波音787、空客350等项目又带动了铺敷设备在数量、种类和多样化方面的大力发展。
高效多带铺带机的铺带头
全面的解决方案 传统的自动数控铺带机已经难以满足日益增长的需求,于是逐渐出现了针对不同应用情况的个性化解决方案,这些解决方案涵盖了生产效率和零件表面复杂性方面的所有需求。总体来讲,有两大类铺敷设备:一种是铺带机;另外一种是铺丝机。 针对生产效率和所铺敷工件型面复杂程度,自动铺带机可分成以下3种不同系列: ·生产效率较高、能够铺敷相当程度的复杂型面工件的标准系列; ·生产效率更高、加工较平坦表面工件的系列; ·生产效率一般、但适应非常复杂型面工件的系列;除了上述范围广泛的铺带设备之外,高效自动铺丝机的诞生,带来了以极高效率铺敷任意复杂形状零件的解决方案。
1 标准铺带机 此类设备采用150mm或300mm带宽的标准碳纤维带子,具有非常高的生产效率和最佳的压实能力,在生产中获得了成功应用,超过34台的此类设备已经投入运行最长达13年以上。这种铺带机的典型应用是制造水平尾翼、襟翼、方向舵、升降舱、机翼等飞机部件,基本上已成为制造上述所有部件的标准技术方案。 TORRESLAYUP标准铺带头具有较高的生产效率,转向能力也很高。当然,在某些情况下,有的零件表面曲率的要求超出了150mm带宽的铺带转向能力,这样就需要使用75mm宽的带子。可以方便地通过选项,采用标准铺带机而实现。 2 多带铺带机 这种铺带机可以用于解决大而厚的零件制造所产生的问题。需要采用75mm和50mm的带宽,因为零件表面曲率需要这种窄带,以避免在铺带过程(转向的需要)中产生褶皱。 nextpage多带铺带机的首次应用是在A-350机翼的制造过程中。此机翼蒙皮有33m长,8m宽,125层厚。这就需要很高的材料铺放速率以保证合理的制造时间。TORRESLAYUP标准铺带机曾是机翼蒙皮制造最好的解决方案,然而对于表面曲率相当尖锐的机翼表面设计,只能采用75mm宽的带子进行铺敷。但如果采用这种窄带,则生产率大大降低,制造此蒙皮所需要的时间会大大增加,并且也需要大大增加铺带机的数量以满足月产13架机的生产任务。在此背景下,多带铺带机作为解决特殊问题的正确方案被提了出来。
TORRESFIBERLAYUP高效自动铺丝机的铺丝头
多带铺带头具备对4条75mm带宽的带子同时进行开卷和铺敷的能力。这样,多带铺带机的生产效率与采用300mm带宽的整条带子的生产效率就等同了。多带铺带机的最大优点是能铺敷需要75mm甚至50mm 带宽的高转向曲面表面,这是300mm和150mm带宽铺敷设备所不能铺敷的。此外,由于多带铺带机数条带的宽度之和仍是300mm,所以该设备还能保持与标准铺带头铺敷一条300mm带宽时相同的生产效率。换言之,多带铺带机既保持了300mm带宽铺带机的高的生产效率,又兼顾了75mm或50mm窄带所具备的很高的转向能力。 多带铺带机的另一个优点是:它可以使用一条标准的300mm带宽的带子,或使用两条150mm带宽的带子,或4条75mm带宽的带子,这样在很大的范围内满足了生产效率和转向的需求。 所以说,多带铺带机不仅具有常规铺带机的能力,又具有很高的曲面控制能力和很高的生产效率。然而,这种优异和独一无二的解决方案对用户的某些需求依然无法满足,需要对方案进行最优化。在有些情况下,进行平坦铺敷越来越常见。在进行平坦铺敷的工件中,诸如桁条、肋等扁平型工件的制造过程,除了铺带之外,还需要进一步的超声波切割, 然后进行热成型处理。这些情况与前述相反,扁平零件不存在转向控制问题,但是要尽可能地提高生产效率。 高效多带铺带机 高效多带铺带机在概念上与前述的多带铺带头相仿,但是却有一个显著的区别。其设计可以同时实现4 条 150mm 带宽带料的开卷和铺敷,这样总的带宽是600mm。该方案可以大幅度提高生产效率。 高效多带铺带机已投入运行。迄今为止,该产品在无曲率工件的制造方面,具有全球最高的生产效率。 自动铺丝机 铺丝机能加工任意复杂型面的工件并具有极高的生产效率,因此,可以称得上是终极解决方案。能够适应所有碳纤维零件的铺敷。 TORRESFIBERLAYUP是全新一代的高效铺丝机,其开发过程耗时5年以上。整个开发过程旨在提供一个能极大提高老产品生产效率的新产品。这样,也就使得最终产品的生产能力较之传统系统提高了一个数量级。因为能充分满足航空领域用户对生产效率的高需求,这种高效铺丝机也代表着未来设备的发展方向。自动铺丝机具有两种不同结构:一种是立柱式,与头架/尾架系统协同工作,制造旋转体工件;另一种是龙门结构,用来加工其他类型的工件。