ZSK開發(fā)了一種定制纖維放置(TFP)工藝,旨在降低碳復(fù)合材料的成本、損耗和制造時間,同時為改進部件設(shè)計和提高壽命結(jié)束后的可利用性提供了新的可能。
與傳統(tǒng)的將復(fù)合材料纖維編織成垂直排列,然后將纖維切割成所需形狀的方法不同,TFP將纖維捆綁在結(jié)構(gòu)性能最需要的地方,并將它們縫合在一個兼容的基層上。ZSK公司負(fù)責(zé)人說,這提供了定位的自由,使纖維以最佳的方向承受負(fù)載,確保它們不會在加工過程中移動,而且在典型的汽車部件上,纖維損耗從通常的30-70%減少到僅3%。ZSK的機器可以使用TFP來創(chuàng)建與典型汽車零件的成品形狀相匹配的3D預(yù)制件。
ZSK通過一些專利創(chuàng)新改進了TFP方法,這些創(chuàng)新加快了纖維的沉積速度,提高了多功能性并簡化了設(shè)計過程。工藝改進包括:
1.快速鋪設(shè)纖維,縮短縫紉時間; 2.一種纖維供應(yīng)裝置,使沉積速率加倍,允許同時沉積不同的纖維; 3.不同材料之間的自動切換; 4.一種用于自動切割電線和纖維的氣動切割系統(tǒng); 5.先進的設(shè)計規(guī)范,確保結(jié)果的完美重復(fù),甚至自動控制鋸齒形縫紉。
德國紡織工程公司的技術(shù)經(jīng)理Melanie Hoerr說:“隨著車輛變得越來越重和越來越復(fù)雜,人們對輕質(zhì)材料的需求越來越大,以改善二氧化碳排放和產(chǎn)品性能。但除了最專業(yè)的利基應(yīng)用之外,合成制造的成本一直無法承受。我們使用TFP的方法突破了這一障礙,消除了傳統(tǒng)復(fù)合材料制造的大部分手工加工和浪費,同時增加了設(shè)計自由度并改善了質(zhì)量控制。“
TFP允許用包括光學(xué)或金屬材料在內(nèi)的混合纖維生產(chǎn)復(fù)合預(yù)制件,以提供特定的性能,如電連續(xù)性或阻抗。裸天電線和隔離饋線已經(jīng)通過這種方法組成RFID組件。
TFP也可以把聚合物與碳纖維混合熔化后在成型過程中形成基質(zhì),加速復(fù)雜零件的生產(chǎn),改善樹脂在纖維中的分布,尤其是在模具的末端。通過選擇合適的聚合物進行重熔,簡化廢止回收過程中的分離,可以很大程度上克服目前復(fù)合材料壽命結(jié)束回收困難問題。
ZSK可以提供專業(yè)知識來幫助汽車供應(yīng)商開發(fā)原型以及創(chuàng)建新的TFP設(shè)施,或者推薦一個專業(yè)制造商網(wǎng)絡(luò)來共同開發(fā)TFP部件。該公司還提供持續(xù)的技術(shù)支持,包括基于云和離線的質(zhì)量控制解決方案,以及Industry4.0解決方案(MY.ZSK)來連接傳感器并評估來自制造過程的數(shù)據(jù)。