Page 30 - 《橡塑智造与节能环保》2022年8期

技术与装备

借助基于软件的摄像机技术为条状热塑性

复合材料的堆叠铺平了道路

热塑性条状物有望取得重大突破，即塑造下一 动，即通常在织物中发现的波纹。组件中的纤维可以
代热塑性复合材料。这需要高精度的条状物堆叠，同 进行最佳拉伸，以提供更高的结构性能。
时，条状物处理不能太过复杂，以至于不符合经济规 条状物的使用也消除了编织步骤的需要。 玻璃纤
律。恩格尔将高精度控制软件与条状物堆叠中的摄像 维或碳纤维粗纱通过连续工艺直接嵌入热塑性基体材
机技术相结合，使这项技术实现了突破。 料中。 此外，材料的处理方式可以使废料最小化。 条
熔融和固化是热塑性塑料加工的主要物理过程， 状物可以专门布置以应对预期的负载，并且可以在一
这些状态变化可以在相对较短的时间内发生。这就是 个组件中容纳不同的厚度。 总而言之，基于条状物的
为什么热塑性塑料加工方法的生产率高于平均水平的 热塑性复合材料的前景是光明的。
原因。复合材料的特点是使用长纤维即理想的连续纤
维。这些部件具有极高的刚度和强度，且部件重量较 2 堆叠精度决定质量
轻。热塑性复合材料兼具两种优势，即高加工效率和 在许多应用中，单个条状物无法提供所需的机械
突出的轻量化设计性能。这正是为什么轻量化设计的 性能。 需要将几个条状物组合在一起形成一个堆叠
大规模生产如此令人兴奋的原因。 体，然后将其合并在一起。 典型的条状物厚度范围
不同的输入参数会影响传统控制的条状物堆叠过 为 0.14~0.3 mm。 例如，1.5 mm的壁厚需要5~10层条
程的结果。 所用材料的质量至关重要，但确保规定的 状物。 此外，每个条状物层通常由几条预切条状物组
条状物宽度保持准确也起着重要作用。 传感器技术和 成，因为要么单条条状物无法覆盖所需的宽度，要么
智能软件概念有可能在条状物堆叠过程中大幅提高产 将多条预切割条状物组合起来有助于最大限度地减少
品质量。 在某些领域，使用先进编程软件解决方案的 废料。
生产线已经能够自主优化流程。 准备好的条状物在堆叠过程中被熔接在一起。 下
为了在未来取得更好的结果，条状物堆叠生产线 一步是将条状物堆合并成一个实心板。 这是通过小心
必须生成额外的信息，这些信息可以直接用于控制正 地熔化整个结构来完成的，以使各个条状物层在其整
在进行的过程。因此，这些生产线的传感能力正在演 个表面上熔合在一起，然后在冷却时凝固成坯料。 最
变为一个关键因素，这将决定热塑性复合材料进一步 后，通过在红外线烘箱中加热所得半成品并在模具中
进入市场的程度。 对其进行成型，并在必要时通过注塑成型对其进行功
未来，生产线需要能够从广泛的传感数据中选择 能化，从而制成实际部件。
给定堆叠过程的相关信息，摄像机技术将发挥关键作 最终产品的质量取决于预切条状物的堆叠精度。
用。 图像数据提供了适合的软件解决方案及可以合并 一旦定位，条状物就不能重新对齐。 因此，条状物
到过程控制设置中的信息，这可以对每个单独的组件 堆叠是进行更正的唯一机会。 条状物之间剩余的任
执行专门设计。 何间隙都会形成通道，其中基质材料将在固结过程中
积累，并且纤维可以侧向移动到其中。 在最坏的情况
1 更高的结构性能 下，在固结过程中可能会形成针状空腔。 此外，如
有机片材形式的热塑性复合材料，由嵌在PP、 果两条条状物在它们相遇的点重叠，则纤维将在固结
PA、PC或PEEK热塑性基体中的玻璃纤维或碳纤维制 过程中移动。 空腔和重叠的影响会在组件中产生薄弱
成的织物构成。条状物代表了这种复合材料的另一种 点。
变体。这些单向增强材料的一个优点是不存在纤维波

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