德國供應(yīng)商ZSK對一項日益重要的碳纖維復(fù)合材料制造技術(shù)進行了一系列的創(chuàng)新,這項技術(shù)最終將克服直到現(xiàn)在為止依然阻礙該材料得到廣泛應(yīng)用的成本和生產(chǎn)效率方面的挑戰(zhàn)。
隨著Tailored Fibre Placement(簡稱“TFP”,即訂制纖維鋪放)的發(fā)展,ZSK工藝顯著減少了成本、浪費和生產(chǎn)時間,同時為改善部件設(shè)計、提高使用后的回收利用性帶來了新的可能。
傳統(tǒng)的方法是,先將一種復(fù)合材料的纖維編織成垂直排列的形式,然后將織物切割成所需的形狀。與此不同,TFP是在最需要結(jié)構(gòu)性能的地方將功能纖維排列成束,并在一個兼容的基礎(chǔ)層上將它們縫編到位。這就提供了絕對的定位自由度,允許纖維被放置在最佳的承載方向上,以確保它們在加工過程中不會移動,并將纖維浪費降低到只有3%,而不是生產(chǎn)一個典型汽車部件通常的30%~70%的浪費。
ZSK的機器能夠利用TFP技術(shù)創(chuàng)造出三維預(yù)成型件,它與一個典型汽車部件的最終形狀相匹配。
在一臺ZSK單鋪放頭機器上,采用TFP技術(shù)創(chuàng)造一種懸架連桿預(yù)成型件
ZSK通過多項專利創(chuàng)新而改進了TFP 方法,這些創(chuàng)新加速了纖維沉積、增強了通用性并簡化了設(shè)計過程。
其對工藝的改善包括:
★ 快速纖維鋪放,縮短了縫編時間;
★ 纖維供給單元,使纖維沉積速度加倍,并允許同時沉積不同的纖維;
★ 在不同材料之間的自動切換;
★ ZSK氣動切割系統(tǒng),可自動切割線材和纖維;
★ 先進的設(shè)計代碼,確保結(jié)果的完美重復(fù),甚至能夠自動均勻地控制鋸齒形的縫合。
TFP允許采用混合纖維方便地生產(chǎn)出復(fù)合材料預(yù)成型件,如提供諸如電氣連續(xù)性或阻抗性等特殊性能的光學(xué)材料或金屬材料。通過這種方法,裸露的天線導(dǎo)線和絕緣饋線已被結(jié)合起來構(gòu)成RFID 組件。除了光學(xué)和線材組件外,TFP 還可以在成型過程中摻入與之后融化的碳纖維相混合的聚合物,以形成基體材料,避免對樹脂填料的需要,加快復(fù)雜部件的生產(chǎn)過程,并改善樹脂-纖維分布,特別是在模具的末端。
目前,對使用后的復(fù)合材料進行回收所面臨的困難,可以通過選擇合適的聚合物,使其在回收過程中再熔化,從而簡化分離來予以克服。ZSK既能夠提供專業(yè)知識以幫助汽車供應(yīng)商開發(fā)原型并建成新的TFP設(shè)施,也可以為他們推薦一個專業(yè)的制造商網(wǎng)絡(luò)來共同開發(fā)TFP部件。ZSK還可利用基于云端的和離線的質(zhì)量控制解決方案,以及一種連接傳感器的工業(yè)4.0解決方案(MY.ZSK),來提供持續(xù)的生產(chǎn)支持,并評估生產(chǎn)過程中的重要數(shù)據(jù)。