Tổng quan về thành phần và ứng dụng của thiết bị cuộn băng sợi carbon Prepreg
Thiết bị cuộn băng prereg bằng sợi carbon là một thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất vật liệu composite-cao cấp. Nó chủ yếu được sử dụng để cuộn chính xác băng keo prereg sợi carbon-nhựa đã tẩm nhựa lên bề mặt của trục gá dọc theo đường dẫn đã xác định trước để tạo thành các bộ phận quay nhẹ, có độ bền cao. Thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt, sản xuất-thiết bị cao cấp và các lĩnh vực năng lượng mới, đáp ứng các yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về tính chất cơ học, độ chính xác về kích thước và tính nhất quán của các thành phần kết cấu.
Về mặt cấu trúc, thiết bị chủ yếu bao gồm hệ thống truyền động trục gá, hệ thống cung cấp băng prereg, hệ thống điều khiển lực căng và dẫn hướng, hệ thống điều khiển chuyển động cuộn dây và thiết bị phụ trợ bảo dưỡng. Hệ thống truyền động trục gá mang và điều khiển trục gá quay, đạt được tốc độ quay không đổi hoặc thay đổi để phù hợp với các kiểu cuộn dây khác nhau. Hệ thống cung cấp băng prereg bao gồm một thiết bị tháo cuộn, con lăn dẫn hướng và cơ cấu kẹp, đảm bảo băng prereg vẫn phẳng và bị nhăn trong quá trình vận chuyển và được đồng bộ với tốc độ quay của trục gá. Hệ thống kiểm soát độ căng và dẫn hướng, thông qua các cảm biến chính xác và cơ chế trợ lực, giám sát và điều chỉnh độ căng của dải trong thời gian thực để ngăn ngừa tình trạng sai lệch sợi hoặc các khuyết tật cục bộ về nhựa-giàu hoặc nhựa-kém do biến động về độ căng.
Hệ thống điều khiển chuyển động cuộn dây là cốt lõi của thiết bị. Bằng cách sử dụng công nghệ CNC, nó điều phối tốc độ quay của trục gá, tốc độ di chuyển của khung hoặc khung và góc đặt dải để đạt được cuộn xoắn ốc, cuộn quanh chu vi và sự kết hợp của cả hai. Hệ thống này có thể tự động tạo ra quỹ đạo cuộn dây dựa trên các thông số thiết kế thành phần và sửa lỗi theo thời gian thực trong quá trình vận hành, đảm bảo độ chính xác của hướng sợi và phân bổ độ dày lớp. Đối với các bề mặt cong phức tạp hoặc các thành phần có mặt cắt-có thể thay đổi, nó cũng có thể đạt được liên kết nhiều-trục và lập kế hoạch đường dẫn động, cải thiện đáng kể khả năng tự do tạo khuôn.
Thiết bị phụ trợ bảo dưỡng có thể được cấu hình bằng hệ thống lò nướng, tia hồng ngoại hoặc tuần hoàn không khí nóng tùy theo yêu cầu của quy trình để đạt được quá trình gia nhiệt hoặc bán bảo dưỡng trực tuyến dải prereg trong quá trình cuộn dây hoặc xử lý nhiệt độ cao đồng đều-sau khi cuộn dây để đạt được các đặc tính cơ học cuối cùng. Một số thiết bị còn tích hợp chức năng giám sát và thu thập dữ liệu trực tuyến, có thể giám sát vị trí dải, thay đổi độ căng và phân bổ nhiệt độ trong thời gian thực, cung cấp hỗ trợ dữ liệu để truy xuất nguồn gốc chất lượng và tối ưu hóa quy trình.
Ưu điểm công nghệ của thiết bị cuộn băng prepreg bằng sợi carbon nằm ở độ chính xác tạo hình cao, tỷ lệ khối lượng sợi có thể kiểm soát được, tỷ lệ sử dụng vật liệu cao và khả năng đạt được chế tạo tích hợp các cấu trúc phức tạp, giảm các bước xử lý và lắp ráp tiếp theo. Với sự phát triển của sản xuất thông minh, việc cải tiến liên tục loại thiết bị này trong tự động hóa, số hóa và trí thông minh không ngừng mở rộng ranh giới ứng dụng của vật liệu composite{1}}cao cấp trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, trở thành trụ cột quan trọng của hệ thống sản xuất tiên tiến.
