用于3D组件的环形光纤缠绕正在通过全自动缠绕过程发展到一个新的水平。该方法是将浸渍的纤维湿绕在绕线模具上或绕线模具上。可以使用各种纤维,包括碳(高强度或高模量)、玻璃或天然纤维。
使用的基质是热固性类型。也可以使用各种树脂,这些树脂是单组分或双组分的,并根据其应用(例如航空航天中的烟尘和航空毒性,除气和极端温度范围的应用)满足某些特定要求。此外,具有硬化剂的传统聚合物将来可能会被生物基聚合物所取代。
湿法缠绕工艺的工业应用
现在,将所有可能的纤维材料与大量的聚合物材料一起使用,将开辟出广阔的可能性和应用领域。由于浸渍是直接在机器人上实现的(湿绕组),因此该系统为航空航天、航空、汽车和消费品、家具、体育用品等多个业务领域提供了最大的灵活性。
一旦要制造的部件被缠绕,就在不需要高压釜处理的固化过程中进行卷绕模具。固化通常在大气压下于约200℃的温度下进行。
但是,根据应用规范,必须对纤维/基体的所有组合进行相应的鉴定。这是绝对必要的,因为机械阻力和E模量会变化,并取决于其制造过程。了解这些特性的关键是要有一个用于比较有限元分析结果的参考。
新的绕线工艺应用
随着设计寻找过程的进行,拓扑优化是由仿真驱动的,并且使用此设备,现在可以满足要求苛刻的应用程序的工业化制造过程的需求。结果是一个新的改变游戏规则的过程,德国创始者和创新者汽车管理咨询(AMC)将其命名为“3D xFK”。
尺寸可以从50 x 50 x 50mm到汽车及以上的尺寸。该过程本身不受限制。大型部件的处理、运输和固化可能会受到限制。
xFKin3D连续纤维技术适用于非旋转对称的组件,例如支架和其他复杂的支撑元件。xFKin3D将无穷无尽的卷绕过程检修到更高的“ D”级,即,通过xFKin3D工艺过程,它可以生产3D,4D甚至5D零件,并在需要时为结构带来智能功能。
与仿生优化的铝制零件相比,重量可减少70%。这是一个完全数字化的过程,遵循“形式跟随力量”的仿生设计原则。
xFKin3D具有许多技术功能。首先是其高的几何柔韧性(例如仿生设计),其次是优化的仿生形貌(纤维设计基于负载方向)。其他显着特征包括优化的力和张力(根据负载的纤维强度/方向)以及可定义/可调节的强度和刚度。它具有多轴负载能力(拉伸/压缩、弯曲、扭转),并且经过了材料优化。最后一个值得注意的功能是组件中的功能集成,使组件成为智能的“ 5D”组件。
就刚度,特别是抗张强度而言,不可能制造“更轻”的产品,因为“仅”使用了尽可能多的纤维来满足要求。因此,我们说的是超轻型建筑的增材制造工艺。“工业4.0”在许多人的耳中广为人知,被理解为工业的数字化。在有效的高效软件应用程序的有效联网中,有针对性的工业结构联网非常重要,即从构思和概念到模拟开发和测试,再到组件的最终生产的过程。这就是xFKin3D处理技术用于超轻型结构的地方,因为可以通过这种创新方法来加快产品创建过程。这里,计算和模拟确定了整个后续产品创建过程,该过程技术实际上是基于“形式跟随力”的原理进行计算/模拟驱动的。因此,我们也称“完整的数字处理链”。
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