航空航天树脂转移模塑（RTM）自动化
2016-2-5 来源： 作者：
国外国防科技文献资料快报
[据CompositesWorld杂志2016年1月1日报道]德国航宇中心的轻量生产技术中心已开发一条被称为EVo的自动化生产线，每年能够生产10万件复杂的复合材料零件。EVo最初设计是为了制造飞机框和桁条，工作始于2009年，当时下一代空客A320正在筹划采用碳纤维增强复合材料，如何采用手工铺层达到年产500架对空客来说是一个挑战。每架飞机有200个机身隔框，每年500架飞机，也就是说每年要生产10万个隔框，因为必须开发一条自动化工艺生产线。
Torstrick集团最初打算选择一个供应商做成一条集成生产线，但最终选择了6个独立部分拼接生产线，它们是：预浸料准备、预成形、精密修整、RTM、烘炉和软件。这些供应商通过建立一种标准能够协调工作。预浸料准备模块滚压织物然后将它们送到自动切割机上，按照数字化切割文件对不同的材料和预浸料铺放布排进行切割。切割完成的预浸料储存在一个由机器人分检的货架系统上，由机器人将其放到运输台面上输送到预成形区。在车间的屋顶上有一个照相系统为机器人提供信息。
下一个模块采用真空薄膜对层叠预浸料施压，并从层压材料下面抽气，同时通过红外加热活化材料上面的粉末环氧粘结剂。结果显示，这种机器人处理的预成形件在修整过程中较为稳定。精密修整模块将稳态的预形件修整为近无余量成形件，这一功能使EVo功能更强。这一步能够防止预成形件内的树脂游走，形成“干点”。特别强调的是，铣削固化的零件会使纤维暴露在湿气中，从而在树脂中形成微裂纹，因此复合材料零件不开边很重要。所有的边缘必须密封并放回热压罐中。
机器人将近无余量预成形件放进由4部分组成的RTM模具中，外模带有所有加热通道，预形件放在内模/芯模上。芯模合上整体放进RTM压机上。所有框看起来很像，但实际几何形状都有差别，因此需要每套模具处理不同的零件。另外这个工艺要求必须采用规定的树脂，这种树脂固化时间超过90分钟，因此闭模后将模具移动到压机上然后烘烤进行后固化。EVo能够立即注射和固化不同零件。
第一个试验件为2m长的V形曲面框，其在长度方向上厚度和曲率都有变化。实际上，没有一个零件是这样的，但是试验是为了收集所有可能的问题，因此将所有特点放在一个零件上，人们称这个零件为“Frankenframe”。EVo生产线能够在目标时间为30-40分钟处理尺寸为2.5m×2m×40 cm（高度）的零件。如果采用更快固化的树脂，时间能够大幅减少。另外还可以通过改进精密修整区域，使之能够进行泡沫铣削制造夹芯零件，还可以采用隔膜对零件进行固化。（中国航空发展研究中心 任晓华）
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