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    2015/05/04

    5分钟内完成复合材料零部件的制造

    舒勒高产能复合材料压力机在英国布里斯托国家复合材料中心运行

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    国家复合材料中心安装了世界上最大的开放式针对复合材料的高速压力机

    英国工业、学术界与政府联合打造复合材料的未来:布里斯托国家复合材料中心 (NCC) 便是一个成功案例。这座由布里斯托大学创办的机构以开发真正创新的复合材料解决方案为宗旨,对外提供灵活的开发方式。而舒勒的一个台创新型高产能复合材料压力机已经在这里运行了一年半之久。

    这台上行程短冲程压力机的压力能力达 3600 吨,夹持面积为 3.6 x 2.4 m。“我们安装了世界上最大的针对复合材料的开放式高速压力机,”NNC 业务发展总监 Tom Hitchings 说道。“该设备主要针对汽车中复合材料零部件进行高产率、低成本的制造,这对于汽车的生产至关重要。这台压力机能在 5 分钟内完成零部件的生产。”

    NCC 使用 HP-RTM 工艺(高压树脂传递模塑法),在模具中放入碳纤维布,然后填充树脂,再通过加热与加压使其硬化。高压 RTM 工艺不仅能够缩短在几何结构和刚度方面具有高要求的复杂零部件制造周期,同时也能保证稳定、卓越的零部件质量以及表面质量。这种工艺能几乎完全消除气孔(无树脂的真空孔或零部间/边缘间隙)。

    在高压 RTM 工艺中,树脂通过零点几毫米的开口注入真空模具的过程要尽可能的快速与平稳。这样,不仅保证了树脂能够以极小的流动阻力进行扩散,同时也降低了注入压力。快速完成浸透后,再通过加热的方式开始聚合过程。

    纤维浸透完成后立即开始固化处理

    借助真空辅助、快速树脂注入、高压以及加热模具,凝胶过程可以在纤维浸透完成后立即开始。零部件越厚,冷却时间越长。树脂所需的压力在 60-150 bar 之间,具体取决于零部件的情况。

    由于零部件的几何形状和腔体表面积等因素的影响,模具的负载中心可能会不在压力机的中央。而且在注入位置也会有偏心力。但平行度控制装置能够防止在间隙注入期间,滑块或上模发生倾斜,这样便能确保在整个表面的平顺、均匀注入。

    传统的下行程压力机采用固定式拉伸垫与移动式工作台,并通过压力机横梁上的液压缸将压力传送至滑块。拉伸垫四角的四个伺服控制背压缸能够保证平行度。同时,它们也负责产生制动器抵消粘附力以及打开模具所需的开启力。

    闭合速度高、升压时间短

    在上行程短冲程压力机中,滑块仅在冲压过程中起支撑的作用。从上死点开始,滑块通过传动液压缸移动到支撑位置并锁住。而实际的工作行程则通过由若干短行程液压缸驱动的拉伸板来完成。这几个伺服控制的液压缸也同时用来保证平衡度。上行程压力机的启动力通过撤出拉伸板来获得。与下行程设计相比,上行程短冲程压力机的优势在于闭合速度更快,可达 1,000 mm/s,升压时间更短,仅需不到 0.3 s,同时也大幅降低了整体的结构高度。

    2014 年 10 月 30 日,NNC 在新扩建厂区正式开幕时,首次展示了舒勒的压力机。“现在,我们有了能胜任所有复合材料制造任务的设备,”Tom Hitchings 说道。“我们的开发模式支持与中小型企业、1 级零部件供应商到大型汽车制造商(OEM)各种规模的企业进行灵活的合作。我们已经与很多大中型企业达成共同成长的一致愿望,所涉及的领域包括可再生能源、航空航天、汽车。国防、海事以及铁路。舒勒的新型压力机定将会给行业带来巨大的变化。”


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