Electroimpact, Toray, Janicki передовые технологии для быстрого крупномасштабного производства деталей из термопласта

Сообщается, что совместная разработка Electroimpact (Мукилтео, Вашингтон, США), Toray Advanced Composites (Морган Хилл, Калифорния, США) и Janicki Industries (Седро-Вулли, Вашингтон, США) позволила сделать скачок вперед в области высокоскоростных технологий. изготовление крупногабаритных деталей из термопласта. Результатом проекта стала разработка автоматизированных и рентабельных технологий обработки, позволяющих изготавливать крупногабаритные детали из термопласта с высокой скоростью наплавки до 4000 дюймов (100 метров) в минуту.

Оборудование для высокоскоростной автоматической укладки волокон (AFP) от Electroimpact было усовершенствовано для обработки термопластичных материалов с помощью системы лазерного нагрева с регулируемым размером пятна. В этой системе используется широкий диапазон температур обработки для надежного управления технологическим процессом для отдельных жгутов, чтобы приспособиться к жестким контурам, позволяя ремонтировать детали из термопластичного композита во время укладки AFP, тем самым снижая риск отходов во время производства детали.

Партнеры отмечают, что скорость обработки до 4000 IPM (100 метров в минуту) была достигнута с легкими или тяжелыми уровнями прихваток, чтобы гарантировать геометрию детали. «Когда эти достижения сочетаются с повышенной надежностью AFP, а также с увеличенными интервалами в процессе, в режиме реального времени и техобслуживанием, получаемая обработка AFP 4.0 увеличивает текущую производительность в четыре-шесть раз», - говорит Майкл Ассади, главный инженер Electroimpact.

Чтобы максимизировать эффективность производства, укладка AFP формируется непосредственно на внеавтоклавной (OOA) системе инструментов для укладки с подогревом, разработанной Janicki Industries, которая затем полностью консолидируется на месте , достигая полного цикла термического процесса менее чем за час. Инструментальная система разработана с учетом масштабируемости для размещения деталей, которые слишком велики для традиционных прессов с подогревом, и, как утверждается, обеспечивает значительно более быстрое время цикла, чем высокотемпературные автоклавы.

«Ключом к этой технологии являются быстрые скорости нагрева и охлаждения с однородностью от края до края на протяжении всего процесса, - утверждает Тодд Чейс, директор по исследованиям и разработкам компании Janicki. - Полная консолидация под давлением только вакуумного мешка [VBO] достигается за счет контроль ключевых стадий плавления, течения и кристаллизации с точным контролем температуры ».

Для дальнейшей оптимизации обработки была выбрана однонаправленная лента Toray Cetex TC1225 из низкоплавкого PAEK (LMPAEK) от Toray Advanced Composites. Доказано, что он демонстрирует лучшие в своем классе уровни пропитки, TC1225 LMPAEK позволяет изготавливать детали очень стабильного качества, а также устраняет необходимость смачивать пучки волокон во время цикла консолидации, что, как сообщается, позволяет обрабатывать OOA с почти нулевой пористостью. В сочетании с относительно низкой температурой обработки по сравнению с другими системами на основе PAEK, Toray Cetex TC1225 LMPAEK также обеспечивает более высокую скорость укладки при достижении сопоставимых механических свойств.

«По отдельности каждая из этих технологий представляет собой шаг вперед в обработке термопластичных композитов. В совокупности достигается значительный скачок в крупномасштабном и быстром производстве деталей, что подчеркивает важность партнерства по всей цепочке создания стоимости для продвижения внедрения термопластичных композитов в промышленность », - заключает Стив Сиз, вице-президент по технологиям и стратегическому маркетингу в Toray Advanced Composites. .