無模成型面向的是制造大型單彎曲連續(xù)纖維復(fù)合材料工件
無模成型面向的是制造大型單彎曲連續(xù)纖維復(fù)合材料工件,使
用一系列較小的輥軸來得到所需的形狀。初步集中在錐形制件的成
型,即在縱向方向是筆直的而橫截面沿長度方向變化的工件。為了
將加工設(shè)備小型化,通過設(shè)備將彎曲施加到與移動方向垂直的方向
上。該工藝先在計算機上經(jīng)過圖形模擬,然后在一臺“樣機”上進
行了探索試驗。成功的因素有:
①使用感應(yīng)加熱的方式以快速穿透工件,且在邊界處改變工
件移動速率以實現(xiàn)溫度控制;
②在自由邊引人彎曲并將其傳遞到整個層壓板;
③使用電機驅(qū)動的“輥軸串”控制彎曲內(nèi)側(cè)的皺褶。
采用這種初步方式并沒有獲得完全成功,限制因素就是已成型
部分的“過彎曲”。試驗結(jié)果表明這是由于在工件通過成型設(shè)備時,
已成型部分和未成型部分之間的“應(yīng)變不匹配”造成的。能量最小
化模型表明,過彎曲是這種工藝固有的特征。
為了避免應(yīng)變不匹配,隨后設(shè)計的無模成型方法在工件通過成
型設(shè)備時,在其移動的相同方向進行彎曲。超聲波(6dB損耗)和
剪切強度測試表明,用這種方法(連續(xù)無模成型)成功地得到了高
質(zhì)量的層壓板。在這種方法中,在真空袋內(nèi)成型和預(yù)熱干燥以除去
水分是兩個重要的因素。
連續(xù)無模成型可以用來制造均勻彎曲和不均勻彎曲的工件,能
夠得到良好的形狀精確度(例如最大偏差為±0.4mm或0.016in)。
其中的一個關(guān)鍵因素是控制沿輥軸方向的溫度梯度。