Fraunhofer IPT подсвечивает прорыв гибридного производства на JEC World 2019

Институты Fraunhofer производственных технологий (IPT, Ахен, Германия, 5/D17) подчеркивают работу, выполненную с Институтом лазерных технологий Fraunhofer (ILT, Ахен) в рамках ЕС-проекта ComMUnion в сотрудничестве с 14 промышленными партнерами для разработки промышленных процессов и решений для гибридного легкого дизайна путем комбинирования металла и полимерно-матричных композитов для авто и авиа применений.

Fraunhofer IPT сообщает: новый гибридный производственный процесс основан на комбинации лазерной текстуризации и лазерно-ассистированной укладки ленты: компоненты сначала предварительно обрабатываются лазером для создания специально разработанной, определенной, шероховатой поверхностной структуры. Текстурированная поверхность позволяет непрерывноволокнистым термопластичным легким материалам, которые позже будут использоваться для усиления, связываться напрямую со стальным компонентом. Связывание механическое, исключая необходимость дополнительных предобработок или адгезионных промоутеров, таких как клеи или связующие агенты.

Усилители, сделанные из термопластичных волокнисто-армированных композитов, специально адаптированных под ожидаемые нагрузки, присоединяются к компоненту процессом укладки ленты. Лазер нагревает термопластичные ленты локально в зоне соединения со сталью. Матричный материал плавится и течет в лазерно-текстурированные полости. После затвердевания расплава лента со встроенными уднонаправленными волокнами приклеивается к зашорохованной поверхности стальной детали.

Преимущество комбинации этих двух лазерных процессов, по Fraunhofer IPT, проявляется, когда механические свойства компонента нужно улучшить локально без значительного увеличения веса. Процесс, по Fraunhofer IPT, особенно подходит для массового производства, так как не требуются дальнейшие пост-обработки, такие как операции полимеризации, для консолидации материала после укладки ленты. Кроме того, точное локализованное нагревание снижает искривления и остаточные напряжения при соединении двух материалов. Лазерная текстуризация, разработанная во Fraunhofer ILT, также может применяться воспроизводимо к металлической поверхности в локациях, где нужны текстуры. Дополнительно, лазер не подвержен износу инструмента.

Для доказательства жизнеспособности процесса исследовательские партнеры завершили первый демонстрационный компонент из высокопрочной стали и уднонаправленной волокнисто-армированной термопластичной ленты: два исследователя Fraunhofer, Кира ван дер Страйтен из Fraunhofer ILT и Тидо Петерс из Fraunhofer IPT, изготовили гибридный легкий рокер-панель — кузовной компонент для автопрома, чтобы протестировать и доказать функциональность комбинации процессов в рамках проекта ComMUnion. Этот компонент будет на экспозиции на стенде Fraunhofer.

Проект ComMUnion финансируется программой Horizon 2020 ЕС по исследованиям и инновациям по Грант Agreement No. 680567.

Европейские партнеры проекта ComMUnion:

• Aimen Technology Centre, Испания (координатор)
• Autotech Engineering, AIE, часть Gestamp Group, Испания
• AFPT GmbH, Германия
• New Infrared Technologies SL, Испания
• Tecnatom SA, Испания
• Motofil Robotics SA, Португалия
• Philips Photonics GmbH, Германия
• Laboratory for Manufacturing Systems and Automation (LMS) — Университет Патрас, Греция
• Universidade de Coimbra, Португалия
• Missler Software, Франция
• Aciturri Engineering SL, Испания
• CASP SA, Греция
• Lunovu GmbH, Германия
• ESI Group, Франция