纤维素轻量化航空杆件的自动化加工

 　  

     用于多轨道铺设可变纤维角度的TowPregs的设施（来源：ifw）

　　

　　在TowPregRod项目中，位于斯塔德的制造技术和机床研究所（IFW）正在集中研究纤维复合材料技术领域的自动铺设技术。在这里，研究人员正在优化轻量化航空棒的生产。其目的是在一个连续的过程中加工TowPregs，以生产CFRP夹层棒。

　　

　　通过将沿棒纵向轴线的单向碳纤维加固和斜向排列的角度层结合起来，可以扩大CFRP夹层棒的应用范围。单向CFRP层主要改善了沿棒材轴线的拉伸和压缩性能，而有角度的层带来了扭转刚度的增加。带有角度层的棒材还可以承受更高的内部压力，因此适用于高压下的介质引导应用。

　　

　　对于航空航天领域的自动铺带，使用的是预浸渍碳纤维带，即所谓的预浸渍。一个更具成本效益的替代方案是预浸渍纤维束，也称为Prepregs，然而，它的尺寸变化较大。

　　

　　在该项目中，Schütze公司负责按照杆子的方向沉积纤维束的过程。然后，在专门开发的多轨道铺设单元的帮助下，给杆子提供角度位置，该单元由两个旋转的轨道载体组成。铺设单元的数量取决于棒材直径和所需的纤维角度。该系统是模块化的，可以根据棒的配置进行调整。计划是生产直径为15至80毫米、角度为30至85°的抗扭刚度棒材。沉积后，棒材在压力和温度下进行在线固化。

　　

　　在该项目中获得的关于Preprejs加工的知识可以被纳入到预浸渍粗纱的成本高效、鲁棒性好的铺设系统的开发中。这将使Prepregs的应用范围扩大到其它小批量产品，这些产品到目前为止一直由湿式层压工艺主导。