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美國通用原子能航空系統公司開發新型熱塑性復合材料構件制造系統

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-01-21  來源:國防信息科技網  瀏覽次數:272
核心提示:美國航空航天制造商通用原子能航空系統公司(GA-ASI)正在開發一種新型熱塑性復合材料構件制造系統,該系統無需采用傳統的工具
       美國航空航天制造商通用原子能航空系統公司(GA-ASI)正在開發一種新型熱塑性復合材料構件制造系統,該系統無需采用傳統的工具,有望在航空、航天等領域得到應用。

       目前該制造系統尚未正式命名,系統包括兩個協同工作的6軸機器人、支撐裝置、計算設備、成像系統等。兩個機器人中,其中一個機器人包含單向自動鋪帶頭,執行自動鋪帶功能,通過激光加熱逐層原位固結熱塑性材料;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,可在三維空間內移動,其機械臂的自由端包含一個支撐面,可為熱塑性復合材料構件的制造提供模具。自動鋪帶機器人將帶材放在模具內,鋪帶頭和支撐頭可在三維空間內同時移動來鋪放材料。整個制造系統中,支撐裝置還包括一個桁架畫框結構,帶材放置的該結構內,且每條帶材的每一端都固定在框架上,該結構可依據不同的應用程序而設置不同的形狀,在構件制造過程中,這一結構有時是固定的,有些是可以移動的。此外,帶材可由機器人操縱,以改變三維空間內的方向,構建輪廓和復雜的形狀。
 
       GA-ASI公司的創新領導者/高級產品開發人員John Geriguis表示,該系統的開發工作目前仍在進行中,公司一直在致力于軟件系統的優化,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場檢測系統,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開發的實時虛擬裝配工具(RVAT)系統,通過將在制品結構與設計的CAD數據進行比較,然后動態調整鋪帶過程,以保持符合設計規范。
 
       John Geriguis表示,GA-ASI已經使用該系統對若干種熱塑性樹脂材料進行了評估,該系統適用于增強型(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,也采用了多種持續加熱和/或冷卻工藝。
 
       Geriguis表示,該制造系統可以有效地用于飛機機身、機翼結構件,以及風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公司外,該系統的研發也引起來NASA的高度關注,具有在太空環境中應用的潛力。
 
關鍵詞: 復合材料 碳纖維
 
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