Поставянето на пластир за влакна е революционно в леката автомобилна конструкция

Със своите системи за поставяне на пластири за влакна, баварска технологична компания отваря нова глава в производството на добавки. Благодарение на високопроизводителната роботика, процесът има потенциал да революционизира серийното производство на геометрично взискателни леки компоненти в автомобилното производство.

Два робота Stäubli, FAST picker TP80 и шестоосен TX200 са сред ключовите компоненти в клетката за поставяне на пластир за влакна. Изображение: Cevotec

Намаляването на теглото е основен приоритет в автомобилното производство. Оборудването за безопасност и комфорт увеличи теглото на автомобила през последните няколко десетилетия. За да намалят потреблението и по този начин емисиите на замърсители, производителите на превозни средства сега правят всичко по силите си, за да обърнат това развитие. Леката конструкция е по-популярна от всякога, но подходящите материали и производствените процеси затрудняват проникването си във фабричния етаж под диктата на ефективността на разходите.

С новаторския производствен процес на добавяне на Fiber Patch, накратко FPP, нещата сега се движат. В напълно автоматичните системи от Cevotec от Taufkirchen два робота Stäubli, включително една от най-бързите четириосни машини в света, осигуряват изход, който никога не е бил постигнат досега. Тази технология на системата разчиства пътя за икономично производство на леки серийни части.

Първо, първо: Процесът все още не е познат навсякъде и трябва да бъде очертан накратко, преди да разгледаме подробните технически решения. FPP е процес на полагане, при който триизмерна положителна или отрицателна форма е покрита с дефинирани ленти от въглеродни влакна, така наречените петна. Подобно на 3D печата, компонентът се сглобява допълнително, гъвкаво и автоматично от отделни, залепени ленти от влакна.

Решаващото предимство: Пластирите, които се изрязват напълно автоматично от плоска лента с влакна, могат да бъдат позиционирани напълно свободно върху формата. Поради индивидуалната ориентация на влакната на всеки пластир в зависимост от натоварванията в компонента, механичните свойства на заготовките могат да бъдат значително увеличени. Плюсовете са очевидни: Значително увеличение на твърдостта и здравината със значително намаляване на теглото.

Леки компоненти с изключителна здравина

„Ако носещите влакна в CFRP компонент не са подравнени по подходящ начин, спадът в механичните параметри е огромен. С отклонение от само 15 ° между товара и посоката на влакното, използването на якостта на влакната се намалява с над 80 процента “, разкрива Cevotec CTO Felix Michl. С процеса на FPP на компанията, подобни недостатъци могат да бъдат специално избегнати, тъй като всеки отделен пластир може да бъде подравнен по протежение на потока от сили в компонента.

За да се възползват максимално от механичните свойства на пластирните ламинати, Cevotec е разработил Artist Studio, високоефективен софтуер с интерфейси към общи програми за МКЕ, с който лесно може да се извърши ефективно планиране на ламинат и системно програмиране.

Мощните алгоритми на този CAD-CAM софтуер изчисляват оптималната позиция и припокриване на лепенките един с друг и по този начин създават условия за постоянно високо качество на ламинат.

Друго предимство на поставянето на пластир от влакна е високото ниво на използване на материала. Тази технология не е запозната с високата степен на отпадъци на класическите текстилни процеси, понякога над 50 процента. От подадената лента 100% от материала попада в компонента чрез изрязаните петна. При материал, който е значително по-скъп от алуминия или стоманата, това бързо се превръща в решаващ икономически фактор.

Иновативна система за роботи за серийно производство

Колко бързо, ефективно и икономично поставянето на пластир за влакна може да бъде демонстрирано от Cevotec с напълно автоматичната производствена система SAMBA Pro. За реализацията на тези клетки Cevotec разчита на компетентността на опитния производител на системи Baumann. Специалистите от Amberg се прославиха в международен план със своите усъвършенствани решения за автоматизация.

Тъй като производителността на роботиката играе решаваща роля в тези системи, беше взето решение да се използват високопроизводителни роботи от швейцарския доставчик Stäubli. Във всяка клетка работят два робота: свръхбърз FAST picker TP80 и голям шестосечен TX200. Това означава, че са достъпни общо десет оси на роботи за свободно позициониране на пластирите.

Audi прави голяма стъпка към производството на инструменти 4.0

Има едно нещо, което не ви харесва в силно разработения отдел за производство на инструменти в Компетентния център за заводи/формообразуващи технологии на Audi: процеси, които противоречат на цифровите мрежи. Ето защо роботният обработващ център вече замества четири радиално пробивни фрези при изграждане на формовъчни инструменти.

Поглед към системата показва как работи разположението на Fiber Patch в детайли. На първа станция разгръщането на лентата от въглеродни влакна и подаването й към автоматичното режещо устройство са включени в програмата. Тук лазер разрязва лентата на ленти с най-голяма точност. След това система за обработка на изображения поема геометричната проверка на петна. Всичко останало зависи от роботите.

В следващата стъпка, FAST picker взима въглеродната лента от лентата със специален вакуумен грайфер и се придвижва към друга система от камери, която определя позицията и ориентацията на пластира върху грайфера. Докато параметрите за корекция все още се изчисляват чрез обработката на изображението, TP80 контролира първоначалните координати на целта, коригира до крайната позиция и прилага пластира. По време на манипулацията грайферът загрява пластира и по този начин активира свързаната му страна, така че да се гарантира сигурно сцепление. Задачата на големия шестоосен TX200 е да позиционира формата, която трябва да бъде покрита с петна бързо, точно и в правилната позиция под TP80. С обхват от 2194 мм и полезен товар от 100 кг, роботът може оптимално да отговори на изискванията.

Технология за интензивно захващане на ноу-хау

Гъвкавият захващащ пластир от Cevotec играе ключова роля при работа. Оборудван със специална пяна, грайферът се адаптира дори и към най-сложните повърхности. Дори в случай на ъгли над 90 ° и повърхности с двуосни извити повърхности, той отлага пластирите точно и без драпиращи ефекти. Благодарение на десетте оси на двата робота Stäubli, грайферът може лесно да достигне до всяка точка, дори с много сложни компоненти. Дори в края на процеса на предварително формоване той продължава напълно автоматично: По своята същност стабилните заготовки се освобождават автоматично от инструмента и се прехвърлят към следващата стъпка на обработка.

„Ефективността на роботите Stäubli е от решаващо значение за целия процес. Именно благодарение на високата динамика на TP80 постигаме времена за цикъл, които позволяват серийно производство. Тази скорост носи гъвкавост при поставянето на пластир за влакна и прави тази технология интересна както за малки, така и за големи серии ”, подчертава Michl.

В Cevotec области на приложение на технологията могат да се видят не само в авиокосмическата индустрия, но все повече и в автомобилната индустрия, където леките компоненти с висока якост играят все по-важна роля. Механичните свойства могат да се увеличат с до 150 процента, като се използват влакнести структури на базата на пластир. Друго предимство: значителното намаляване на теглото, което в зависимост от компонента може да бъде над 50 процента и което може значително да подпомогне производителите на превозни средства в усилията им да намалят емисиите на замърсители. Това превръща Fibre Patch Placement в крайъгълен камък за сложни компоненти за изпълнение в големи количества.

Записът "freemium_overlay_form_apr" не съществува.