法国Cetim提升热塑性预浸带质量以加强零件工艺控制

据compositesworld网址今年5月14日引发热议，航天航空和汽车制造业都对应用热塑性预浸带的运用很感兴趣，其制成品件的质量遭受聚酰亚胺薄膜原材料质量的明显危害。尽管热塑性预浸带早已应用了数十年，但伴随着很多运用寻找在原点开展固化而不是进一步施压或发热量，对质量的规定日渐严苛。荷兰工程项目和高端装备制造科学研究与技术性机构Cetim早已开发设计出一种用以这种原材料质量确保的系统软件，提升了制成品件的质量操纵。

·原点固化需要的胶布质量

Cetim开发设计了多种多样生产制造热塑性复合材料零件的技术性。一种包含用以热塑性预浸带的激光器化学纤维缠绕机。该数控车床的总体目标是生产制造罐和模锻件运用，目前为止，这种运用仅限金属材料和热固性塑料复合材料。

这类热塑性盘绕加工工艺根据与热固性塑料化学纤维盘绕同样的定义，但具备不一样的原点固化流程。针对热塑性复合材料，激光器——比如与热塑性预浸带的全自动丝束铺布(AFP)一起应用的激光器——加热带的特殊地区以将热塑性常规加温至其溶点。在这个熔融温度区段中，根据滚桶施压使常规熔融的另外保持带的固化。在盘绕期内，零件的接连层被层叠和固化。

殊不知，如同业内过去十年中在全自动铺布方式 的开发设计全过程中发觉的那般，以便生产制造具备靠谱特点和特性的零件，必须掌握这种热塑性带的热和物理学个人行为。比如，胶布务必具备稳定的规格和极低的气孔率，以防止在释放期内的温度起伏，由于这将会造成层中间的欠佳固化。

因而，以便取得成功开发设计热塑性复合材料加工工艺并合理评定原点固化零件的质量，Cetim在全部生产制造周期时间内制订了四种质量确保查验对策：规格的(已接受)，热的(已加温)，线上的(已固化)及其在固化后将预浸带层脱离需要的动能。

·规格操纵

初次查验在应用前开展。其目地是迅速评定长短方位上的预浸带的薄厚和总宽。检测设备配置有激光发生器、用以捕捉反射面激光器数据信号的监控摄像头和用以精确测量进行的预浸带长短的控制器。查验全过程包含将从原厂的秘药上的带进行到空的秘药上。在这里全过程中，激光发生器和监控摄像头出示光在跨预浸带总宽以及详细长度测量上的数据信息。图像处理软件表述数据信息并即时显示信息沿x轴的带总宽和沿y轴的带薄厚的转变图。这促使我们可以形象化地发觉总宽或薄厚缺点，而且设备手机软件在超过标准公差时全自动显示信息报警。在检测进行以后，非常容易查找带总宽和薄厚转变的数据信息，而且可以应用统计学解决。

·热和显微镜操纵

第二项查验评定危害加温全过程中预浸带热个人行为的缺点(在这类状况下，根据激光器)，包含规格转变化学纤维与常规中间的黏附/层次气孔率和生产制造前的表层情况。该技术性在低输出功率激光发生器前翻转预浸带并应用热监控摄像头捕捉所造成的温度转变图象。根据加温中的这种不匀称性分辨缺点地区，由于气孔率、干化学纤维或粗糙度更改部分热个人行为。在数据处理方法以后，能够得到显示信息预浸带热回应的室内空间表述图象，包含误差，在其中鲜红色表达更暖的地区，深蓝色表达比要想的解决温度更冷的地区。

可以显示信息解决時间(x轴)与带温度(y轴)的关系图。 Cetim将这种結果与预浸带精彩片段的显微照片的气孔率精确测量結果关联。这种是在接到的预浸带精彩片段和/或在大数字显微镜下观查的制成品件的精彩片段，出示判定信息内容，比如化学纤维遍布、特殊种类的缺点、气孔率等。尽管有利于创建预浸带温度回应和零件质量中间的关联性，但这种显微镜检验是价格昂贵的、毁灭性的，只容许逐段剖析预浸带，而不是在全部长短上接连剖析。

但是，Cetim完成了此项科学研究工作中，将预浸带温度回应检测的結果与显微镜精彩片段的結果关联。 这种得出结论了对热塑性预浸带开展很多操纵的实效性，而且已经开发设计更高效率的数据处理方法方式 。

·线上操纵

该操纵包含在生产制造全过程中，立即线上明确所生产制造的零件是不是符合规定。此项实际操作根据对基础生产制造主要参数的立即检测，比如精确测量的温度、激光器输出功率、预浸带速率和预浸随身携带的辊工作压力。数据信息的智能化解决让生产制造质量数据可视化和合成。

CETIM开发设计了一个汽车仪表板，可简述全部生产制造全过程中的加工工艺主要参数。应用MATLAB手机软件开展数据统计分析并可保持阀值报警，及其变大超出的地区进而剖析误差的发源(比如，预浸带质量、几何图形不配对或数控车床常见故障)。

听说这类方式 针对检测具备简易几何图形样子的零件(比如板、管或环)的生产制造非常合理；可是，对繁杂的几何图形零件转化成剖析結果更繁杂。

·脱离检测

最后查验方式 由Cetim与测试台技术专业生产商LF技术性企业联合开发，它能够在十多分钟内评定预浸带的虚梁粘结力。精确测量在称之为“环”的试件上开展，这种试件是根据盘绕和将两圈预浸带原点固化在一个简易的管周边而做成的。随后将这种固化的环放到检测设备的左边滚桶上并且用右边滚桶进行。能够调整好几个主要参数，包含速率和脱离视角，后面一种根据在其端部具备辊轮的臂来调整。 一旦检测进行，全自动数据处理系统就在进行的预浸带长短方位上获取脱离动能的转变并绘图数据信息图型。该检测可以对最好生产制造主要参数开展相对性迅速和成本低的评定。

·提升的商品和过程管理

操纵热塑性预浸带的质量能够使复合材料构件生产商可以操纵其商品的质量。在其中一个操纵项的不合规能够明确难题的根本原因，进而可合理和迅速地开展调整。事实上，这种查验出示了各种质量确保的流程表：

——难题来源于预浸带原材料吗？

根据与比较有限精彩片段显微镜剖析有关的规格和热查验开展认证。

——难题来源于生产制造环节吗？

根据在线监测和脱离检测开展认证。

根据这种查验，Cetim能够高效率地进行原材料标准检测，为特殊运用挑选最好的预浸带。一个事例评定了用以性能复合材料运用的最好复合材料/ PEEK胶布。另一个事例，Cetim对成本低预浸带已经开展评定，用以开发设计将来固态电池运输器的热塑性复合型氢储存罐。Cetim从业产品研发新项目，评定热塑性复合材料与目前热固性塑料复合材料高压容器对比的优点。Cetim在与全世界好几家企业的个人科学研究协议书架构内开展工作，以开发设计热塑性原点固化运用。