中国国际复合材料工业技术展览会 China Composites Expo
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泰斯金普推出预浸带分切-收丝一体设备
来源:中国复材展组委会编译  2018-09-29 14:37:35
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文章关键词: 泰斯金普 预浸带 分切 收丝 设备 产品

原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-7164.html       长久以来,预浸料被广泛应用于生产运动器材、飞机和风机叶片等产品。随着复合材料行业对效率和成本的要求越来越高,预浸料+自动化生产工艺已经逐渐取代了手糊工艺。尤其在飞机制造领域,自动铺丝(AFP)和自动铺带技术(ATL)被普遍应用。然而,这些预浸带在喂入自动化设备之前,必须先经由宽幅预浸布裁切得来,这个工艺过程被称为“slit(分切)”。

       如今,纤维处理专家英国泰斯金普公司研发了一款分切-收丝一体机,能够帮助碳纤维预浸带更快捷地转入下一步生产工序。这台设备能够以每分钟50米的速度同时裁切出48条预浸带并进行收拢成卷,使得预浸料厂家能够将分切步骤自然融入整个生产环节。这将帮助降低可控温湿条件下仓储和物流所需的时间和金钱成本。


       质量和效益

       当被问及“这台设备与目前市面上已有的分切设备有什么不同?”时,泰斯金普产品经理Peter Bugeja表示说,“不同之处大概有二,其一是那些可以将预浸布切成0.125英寸宽窄条的刀片。传统的刀片缺乏弹性,尽管裁切精度较高,但多枚刀片累加产生的误差也不可小觑。尤其当对多份预浸带进行裁切时,发生的误差也会相应增多。举例来说,当有48枚刀片进行作业的时候,顶部和底端刀片裁切出的外缘差值可能达到0.25mm。”他进一步解释说,这种刀片很容易因为过度使用而降低分切的质量。“我们采用了一种弹簧刀片,用其切割时力道更温和,这不仅提升了裁切的质量,还降低了刀片的磨损。”

       “其二,除了刀片进行了改良,我们还对刀片的托架进行了重新设计。这样,我们可以用标准刀片分切出品质更高的预浸带,”Bugeja补充说道,“这种标准刀片的成本仅为传统分切设备所用刀片的四分之一。因此,我们在保证品质的同时,价格也更加实惠。”

       毋庸置疑的是,保证预浸带的品质是重中之重,它直接影响着后续铺层的速度和质量。“通常情况下,我们以宽度为12英尺的预浸布为原料,它能够被经济地分切成0.5英尺、0.25英尺和0.125英尺宽幅的预浸带。”Bugeja表示说,“为什么这么做呢?还是出于对品质的考虑。因为刀片倾角的要求,切割预浸布外缘的刀片要比切割预浸布中心的刀片略薄,但切入的更深。当预浸布变宽时,切入深度也会受到影响,从而间接影响预浸带的品质。因为如果刀片切入过深,所受的摩擦就过大,切出的预浸带问题越多。”为了避免外缘(品质高)和中心(品质低)切出的预浸带质量有差别,泰斯金普建议使用宽幅小于等于12英寸的预浸布作为裁切对象。

       泰斯金普方面专门与两家航空结构件一级供应商开展了一个合作项目,来评估这套分切-收丝一体设备的使用效果。“预浸带边缘出现毛丝的比率是20比1,他们20,我们1。”Bugeja表示说。


       收丝和速度

       由泰斯金普推出的这款一体机主要可以执行以下几种功能:预浸布退卷、分切预浸带、再将预浸带收丝成卷。“我们在纺织和纤维处理领域有着悠久的从业历史和丰富的经验。我们充分理解其中的奥秘。”Bugeja表示说,“一旦分切之后预浸带互相碰触,便会交叉污染。边缘处的纤维有可能被拉出,从而产生毛丝。这些毛丝会纠缠在滚轴上,甚至卷入rewind mechanism。”接着,当这些预浸带卷轴被送入自动铺带设备时,也会带来麻烦。“为避免出现这样的问题,我们在引导预浸带入位时,放弃使用法兰,而是采用了平辊装置。”他解释说道,“同时我们确保预浸带分切过程中互相之间不接触,分别进入各自的路径收丝。”

       那么,这种一体设备每分钟50米的速度与传统分切设备相比又如何呢?“就速度而言,两者相当,难分伯仲。但我们要强调的是品质。”Bugeja表示说,“我们当然可以让收丝进行得更快。但若如此,分切时产生的热量会使预浸带所含的树脂附着于刀片之上,迫使设备停转再花时间清理刀片。这其间有个关于生产速度和清理耗时的微妙平衡。”小幅降低速度有时反而会收获更高的生产效率。若是待分切的预浸料树脂含量较低,或者预浸料本身粘度不高,将设备运行速度适当调高一些也未尝不可。


       模块化设计

       泰斯金普所生产的标准分切-收丝一体机配备有四个收丝头。“如果需要的话,当然可以要求加装到48个收丝头。更有一些客户想裁切成0.125英寸的预浸带,因此要求加装到96个收丝头。”Bugeja回忆说道,“由于采用了模块化的设计理念,移除单个收丝头并不会影响整条生产线的运行。也就是说,停机时间被压缩到最小。使用多少个收丝头既取决于要分切成多款的预浸带,也取决于生产的需求。举个例子,如果一开始生产0.125英寸预浸带,那么可能会装配96个收丝头,但如果后来转而生产0.25英寸或0.5英寸的预浸带,我们只需要之前96个收丝头中的一半,另一半变得多余。模块化的设计理念使得调整收丝头的过程更加方便。但如何获得最佳的配置,还需要自己掂量和斟酌。”

       促进预浸带的普适应用

       “从历史角度来看,分切预浸带生产成本昂贵,只有复合材料的高端市场才用得起,”泰斯金普公司总经理Luke Vardy表示说."通过当前这种垂直一体化的设计方案,可以降低预浸带的使用成本,从而开拓了更加广阔的应用空间,使其得以在量产汽车领域施展拳脚。”这样做,厂家对生产速度和产品品质就有了一个整体的把控。“而且利润水平也得到了提高。因为一旦把分切收丝和发运三个环节联动起来,整个预浸料的生产过程就变得异乎寻常的简单、快捷、经济可行。因此这套一体化设备对复合材料行业未来的发展有着巨大的潜在影响。”

       目前这套分切-收丝一体设备已经在全球范围内展开销售。尽管目前多用于配合ATL和AFP工艺生产航空部件,但针对汽车和工业领域的市场开发工作也在同步进行。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-7164.html

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