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| 欧美地区纤维缠绕技术动态和创新 |
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发布者：qlhlbx
发布时间：2007/1/26 17:01:55 阅读：1407次 【字体：大
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在西欧和美国，缠绕机正向着高自动化、高集成化、高产量的方向发展。CNC Technics公司为印度一流的科学技术大学——印度技术学院的复合材料中心，研发并交付了一台带有西门子840D控制器的六轴纤维缠绕机，这一系统采用了最新的Cadfil纤维缠绕软件用于成型轴对称和非轴对称构件，如管道弯头。该公司还开发了一套名为JOKAM的控制系统，可以同时控制六个轴。这是一个低成本的控制器，几乎不需要硬件，通用性非常高，可以运行所有常用的缠绕软件。
Hexagon挪威工厂缠绕LPG气瓶的自动化生产用一个五轴BSD缠绕机，一年可生产40多万个LPG气瓶。只有两个操作员看守着自动化生产线，很少需要人工干预。芯模的装卸、树脂液位、纤维自动结头、切断以及缠绕部件自动送入固化炉，全部由自动系统控制。
美国Beko Technologies公司的一家工厂拥有一台BSD缠绕机，每天24小时，一周7天的运转，用来生产膜薄膜过滤器。缠绕机缠绕部件长时间运转而没有操作人员•如果纤维断裂了，会有纤维断裂传感器显示，电力行业和管道生产企业的客户对这一种设备需求增长。
很多设备都被用作FRP管道和储罐的生产，市场对大直径储罐的需求越来越大。印度尼西亚完成一个特大型立式缠绕机用于制造贮酸槽，储槽直径为20米，高约16米。
越来越多的工厂希望有一套完全自动化的生产工艺。BSD己经完成了一些自动系统的安装，包括CNG的中国工厂，提供了内衬设备、缠绕设备和固化炉。在欧洲，BSD公司还帮助研制全自动管道生产系统，该系统可以实现芯摸的全自动操作、自动缠绕、自动装入固化炉、再从固化炉到分离装置的一系列动作。为了实现纤维缠绕高度自动化、高产量机械需求的增长。BSD公司研发出创新的“双轴驱动”设备包括一个双轴驱动缠绕机，两个芯轴分别位于水平支架的两侧。当反面的芯轴处于维修、移除或准备缠绕状态，传递系统可以旋转180℃，让支架另一侧的芯轴进行缠绕，这有助于客户节省时间和设备。该缠绕设备无需停机来装上或取下芯摸，可以一直进行缠绕。
BSD公司研发一种新的高精度浸胶槽，新型浸胶槽是为多芯轴缠绕机开发的。这些单独的收紧臂用于每个芯轴的收紧，能抓起松散的纤维，特别是在转动区域，可用作纤维断裂传感器。通常，客户可以借助这个高质量的浸胶槽很好地调整工艺，以减少树脂用量，提高玻纤的树脂浸润效果。
德国IBK公司研发出一种已获专利的新式针盘系统，能改进小角度缠绕的纤维缠绕工艺。该圆盘可以使纤维带在芯模两端高速运转，减少原料损耗，缩短缠绕时间。这些针插入带子里，可以根据芯模的直径切割成所需长度。缠绕前，这些针被固定芯模上，产品固化后，就从上面放下。
MVP公司已经研制出一种在缠绕过程中监控树脂和纤维的系统，可以计算出缠绕过程中树脂和纤维的使用量。操作人员可以及时调节浸胶槽内树脂量，以获得适当的树脂和纤维比例。此外，缠绕完成后，该系统还可以记录下原料的总使用量。
Abaqus公司开发的用于有限元分析（FEA）的软件包，称为ABAQUS Wound Composites，可以让ABAQUS/CAE程序进行纤维缠绕压力容器的分析。公司正准备让ABAQUS现有的用户都用上这一新的软件包。
多年来，许多公司因为研发了缠绕领域的新技术和新产品而闻名，这就鼓励更多的公司继续从事技术创新。荷兰一家名为Airborne Composites公司就是其中之一。该公司主要从事先进复合材料制品的生产，最新产品是一种用于油气勘探开采的复合材料管材。该管材已经取得专利权，产品名称为电力和数据传输复合材料卷管(PDT-COIL)。这一技术可用于生产集成有电源线和光纤的连续热塑性塑料复合材料管道。制成品可以卷曲，并用很少的接头达到很长的连续长度。将热塑料预浸带缠绕在热塑性塑料内衬上，在缠绕的同时熔融，然后再固化为坚硬的层压材料，而无需高压釜或固化炉。
热塑性塑料基体取代传统的固性复合材料。
◆优良的耐化学性；
◆较高的安全应力；
◆“单一材料概念”：内衬、结构层和涂层是相同的热塑性材料，不存在任何界面问题；
◆更高的抗冲击性和强度；
◆更高的使用温度。
所有的热塑性树脂从聚乙烯到PPS/PEKK/PEEK都可以用来加工，碳纤维和玻瑞纤维用来达到预期的强度和硬度。现在已经有一种新方法，可以承受管道缠绕过程中管内电源线的严重变形。集成的光纤用于数据的传输、应变和损坏的监测。
RMC公司和另一家致力于复合材料和缠绕技术创新的公司，他们和合作伙伴SA LLC公司共同研发出新一代商用喷气式飞机Spectrum33的样机将在几个月内试飞。SA公司由在复合材料纤维缠绕行业拥有丰富经验的Linden Blue先生在该行业很有名气，创造了这架整合有许多先进材料工艺的高级飞机。
Spectrum33的机舱，最多可乘坐1O人，最高时速可达415哩，可以连续飞行2000海里，起飞总重量竟低至3311千克。在最大载重时，该飞机可以在20分钟内垂直爬升到13716米的巡航高度。
机身的低重量带来了优良的操纵性能，采用了先进的新一代碳纤维复合材料，采用计算机控制的纤维缠绕机制造复合材料结构件。从而减少工人在制造过程中所犯的错误，便于控制生产质量。
MF Tech开发了2个版本的机器人系统——大型版本叫做Pitbull，小型的版本叫Fox。Potbull采用机器人传送纤维，将纤维缠绕到固定的旋转芯模上。目前的Pitbull版本可以同时进行五个部件的缠绕。Pitbull能以2m/s的速度运送150千克的原料。
第二个系统Fox能够带动芯模，使它旋转，将芯模移过固定的送料系统。Fox可以承受的最大部件重量为10千克。Fox更适合于压力容器的缠绕，而Pitbull更适合于管道结构件的缠绕。Fox能够将瓶状衬里移送到缠绕区，然后将缠绕好的瓶子放入固化炉或者传送装置上。Fox很适合自动化生产工艺，且系统占地面积不超过4平方米。用机器人系统生产多种产品，包括皮艇划桨。MF Tech公司可以根据每个运动员的特殊需求制造划桨。因此，一些著名的单人皮划艇冠军目前都使用他们公司的产品，包括获得两次冠军，一次奥运会冠军的Benoit Peschier先生。
MF Tech公司可以提供机器人纤维缠绕系统，只是受到了商业化机器人大小的限制，因为目前机器人的最大有效荷载约为500千克。
纤维缠绕仍将是生产复合材料结构件的主要工艺方法，目前很多公司正在扩大其纤维缠绕生产能力，而且许多新公司也开始在某些领域引进纤维缠绕工艺。纤维缠绕工艺在扩大复合材料应用领域以及新材料的使用方面发挥了重要的作用。纤维缠绕技术的发展和创新是由复合材料行业的许多进步公司推动着更多的创新和进步。
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