Deviation-Rectifying Control of Carbon Fiber Prepreg Slitting and Winding Machine

With the growing needs of prepreg tapes for the automated fiber placement(AFP),the deviation-rectifying of prepreg in slitting process was investigated on a self-developed 16-tow prepreg slitting and winding machine.The process of slitting and rewinding of prepreg tape was introduced,and the reason of prepreg tape deviation in slitting process was analyzed.In order to ensure the quality of the narrow prepreg slits,the application of the fuzzy PID algorithm in a closed-loop control system was discussed.A fuzzy PID algorithm was designed by combining fuzzy rules and PID controller.By applying it to precise deviation-rectifying control strategy,the automatic control of rectification could be achieved with accuracy of 0.1 mm,which satisfies the requirement of the prepreg tape both in slitting quality and layup quality for AFP.

AC532高温环氧/S6高强玻璃纤维预浸带及复合材料性能研究

针对国产S6高强玻璃纤维特点,采用在现有5232高温环氧树脂体系进行增韧改性的AC532高温环氧树脂体系,通过热熔工艺成功制备了预浸带,制备出的预浸带具有柔软性和适宜的粘性。并采用模压成型工艺制备了复合材料层压板,复合材料表现出良好的室温力学性能和优异的疲劳性能,拉伸强度达2159 MPa,拉伸疲劳强度达404 MPa。相比现有的5232高温环氧S4玻璃纤维预浸带复合材料,拉伸强度高出32%,拉伸疲劳强度提高了35%。成功实现了AC532高温环氧/S6高强玻璃纤维预浸带的国产化研制。

复合材料锥壳O°铺层的自动铺放成型方法研究

研究了一种基于自动铺带技术的复合材料锥壳0°铺层成型方法:根据锥壳构件尺寸将等宽预浸带数控分切成预定尺寸的直角梯形预浸带片,按特定方式铺放到锥壳表面并使每两片拼成一个等腰梯形单元,多个等腰梯单元形构成锥壳的0°铺层;并针对这种成型方法设计了一种实现锥壳0°铺层自动成型的装置。采用该方法及其设备可以实现锥壳0°铺层的自动化制造,提高成型效率、降低废料率、稳定工艺质量,降低装备制造成本。

复合材料锥壳螺旋向铺层自动铺带成型方法

提出了一种基于两步法的复合材料锥壳螺旋向铺层自动铺带的成型方法,对锥壳螺旋向铺层几何原理进行了分析并对预浸带的预切割进行了设计和验证,对预切割装置进行了原理方案设计并利用CATIA软件进行了自动铺带验证。结果表明:两步法锥壳螺旋向铺带成型技术方案合理可行,预切割装置可以实现预浸带的切割、转录,采用通用铺带头即可以完成螺旋向铺层的自动铺带过程,采用锥壳等厚度铺叠、均匀加压和降低废料率等措施,大大提高制品质量并降低了构件加工成本。

连续碳纤维增强PA66复合材料的结晶与力学性能

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维(CF)增强聚酰胺66(PA66)浸渍带,用万能材料试验机、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、动态热力学分析以及热重分析仪等研究了纤维含量对复合材料结晶与力学性能的影响。结果表明,CF的加入改变了PA66的α晶型的晶态结构,促进PA66异相成核,导致结晶温度升高;CF的加入使得PA66的双重熔融现象变得愈加明显,其高温熔融温度先减后增,这是由于CF对PA66具有诱导、促进成核作用,过多的晶核生长不完善,出现晶粒细化现象,其熔融温度降低;进一步增加纤维含量,其对成核的促进作用达到了饱和,晶粒逐步生长趋于完善,其熔融温度升高;浸渍带随着纤维含量的增加,其拉伸强度、储能模量、损耗模量以及玻璃化转变温度都有所提高。

大梁带复合材料铺放系统设计及其仿真

大梁带芯模较长(9m),宽度较窄(50mm),因此将大梁带铺放设备设计为龙门式结构。主要包括X、Y轴直线运动机构和Z轴旋转运动机构。将预浸带铺放过程中所必需的放料装置、除膜装置、张力控制装置、施压装置、剪切装置集中设计在铺放头内部。在Pro/Engineer中建立了大梁带铺放机的三维立体模型,研究大梁带铺放机各机构的运动方式,利用Pro/En-gineer的运动仿真模块对大梁带铺放机的铺放过程进行了计算机仿真。

用β射线技术在线监测复合材料预浸带树脂含量

建立弱源射线监测仪,对热熔预浸工艺生产预浸带用涂胶离型纸的树脂含量进行了动态测量,并与重量法间断测量结果进行了比较。研究表明:射线透过涂胶纸强度和原强度之比(I/I_0)与树脂含量具有良好的对应关系;该仪器用于预浸树脂含量在线检测是可行的。

复合材料预浸带树脂含量的检测与过程监测技术

预浸带的树脂含量稳定性是保证复合材料制品质量的重要因素。本文综述了目前国内外有关预浸带树脂含量的检测技术现状，着重对间断检测和在线监测技术的研究进展和应用前景进行了分析。

窄带预浸料制备工艺研究

简要介绍了8～34mm的窄带预浸料的制造工艺,并着重就影响窄带预浸料质量的几个主要参数,例如胶液温度,纤维运行速度,纤维张力进行了研究,并讨论了不同牌号、不同批次窄带预浸料的工艺稳定性。

预浸料的铺放适宜性评价(二)--铺覆性篇

在自动铺带成型过程中,粘性和铺覆性是用于描述预浸料是否适合铺贴的两个重要因素,将粘性和铺覆性分别独立地研究能更好地理解预浸料的铺放适宜性。本文主要针对预浸料的铺覆性进行了探索,论述了铺覆性的含义并总结了现有的预浸料铺覆性的定量表征方法,提出了以"最大弯曲力"定量表征预浸料的铺覆性,并通过三点弯曲试验研究了预浸料的粘弹性特征及自动铺带成型过程中的主要工艺参数(铺放速率、湿度、热风温度、老化时间等)对预浸料铺覆性的影响。实验结果表明,预浸料的铺覆性会随热风温度和湿度的升高而提高,随着老化时间和铺放速率的增加而减小。最后总结了铺覆性实验的工程意义,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。

自动铺放工艺的复合材料预浸带的适宜性评价方法

依据自动铺带头的结构从离型纸与预浸带的作用、预浸带间的粘附性、预浸带对模具的粘附性这3个影响自动铺放成功的方面简介了预浸带的自动铺放适宜性的评价方法。首先,通过离型纸剥离力的测量和比较可以选择出适合自动铺放的离型纸。其次,通过楔子剥离测试预浸带间的平均剥离力,为选择出一定温度下适宜自动铺放的预浸带提供了参考。最后,通过预浸带与垂直金属板间的粘性测量,为选择适宜在金属模具表面自动铺放的预浸料提供指导。

自动铺缠预浸带热压接研究

应用流体力学理论获得了热压接模型,研究续接压力、温度、时间等因素对续接性能的影响。采用玻璃纤维织物/酚醛树脂预浸带(664/B30)进行续接实验验证。结果表明:随续接压力增大、温度升高以及续接时间和长度的增加预浸带续接性能提高,符合理论分析结果。

适合热熔缠绕的中温环氧树脂体系

采用双氰胺取代脲体系，研制出一种可中温固化，适合缠绕后接触压固化成形的低粘度环氧树脂体系。

预浸料的铺放适宜性评价(一)--粘性篇

在自动铺带成型过程中,粘性和铺覆性是用于描述预浸料是否适合铺贴的两个重要因素,将粘性和铺覆性分别独立地研究能更好地理解预浸料的铺放适宜性。本文主要是针对预浸料的粘性进行探索,论述了预浸料粘性的物理意义,总结了当前国内外预浸料粘性的测量及表征方法,提出了以"平均剥离力"定量表征预浸料的粘性,并在自主搭建的试验平台上,研究了自动铺带成型过程中的主要工艺参数(取出时间、铺放压力、铺放速率、热风温度等)对预浸料粘性的影响。实验结果表明,在一定范围内,预浸料的粘性随取出时间先增大后减小,而随铺放压力的增加、铺放速率的减小、热风温度的升高而增大,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。

复合材料自动铺带的预浸带规划技术

针对复合材料自动铺带技术的铺放要求,对预浸带的几何构成与规划初始条件设定进行了介绍,提出了基于铺层信息的预浸带铺放路径规划、预浸带轮廓边界生成以及展平几何计算等实现方法,并从不同侧面阐述了预浸带可铺放性的分析方法。通过预浸带规划模块开发以及曲面铺层上预浸带几何的生成,证明了该方法的可行性。

自动铺带机送带控制技术

在论述自动铺带机的构架和控制系统的基础上,分析了自动铺带成型过程中预浸带位置随机变化的原因。为解决预浸带位置随机变化的问题,提出一种与切带动作相结合的定位控制方案,实现了预浸带的准确定位。为确保位置模式下预浸带的精确输送,还提出一种自适应调节送带角度的控制方案。结合两种控制方案,设计了位置模式下的送带控制系统。实验结果证明,该控制系统完全满足自动铺带成型工艺的技术要求。

复合材料构件自动铺带支撑软件实现方法的探讨

就自动铺带机对制造数据的需求、自动铺带支撑软件的数据流程进行了分析。并在此基础上,对预浸料带规划中料带几何种类及计算方法、铺带编程功能的几何处理与参数设置等方面进行了探讨。

芳纶Ⅲ纤维预浸胶带的质量稳定性

分析了芳纶Ⅲ纤维与F-12纤维的预浸胶成型工艺的差异和影响因素,根据芳纶Ⅲ纤维独特的表面性能及股纱特性,最终优选了芳纶Ⅲ纤维的股纱性能和预浸渍成型工艺参数。试验结果表明,该成型工艺能生产出质量稳定的胶带来满足缠绕工艺要求。

碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带的储存性能表征与质量控制

利用红外光谱、液相色谱等分析技术研究了碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带在不同储存时间与条件下物理化学特性的变化规律。结果表明,预浸带的树脂相对分子质量、不可溶分含量及三唑环含量会随着时间的增加而增加,而挥发分含量则降低;碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带应在冷藏或冷冻环境下储存,以延长预浸带的使用期,满足大型构件制备要求。

2018法国JEC国际复材展热塑性预浸料及构件观感

概述了2018法国JEC国际复合材料展览会的观看感想,着重介绍了不同种类的纤维增强热塑性树脂基复合材料的预浸带、构件及其生产厂家,特别是高性能的先进热塑性复合材料——连续碳纤维增强聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)预浸料在大型航空构件及石油天然气高压管道方面的应用。介绍了植物纤维增强可降解热塑性绿色复合材料,其中包括新颖的连续亚麻纤维增强聚乳酸预浸带及其相关制品。总结了国际上热塑性预浸料的发展现状及趋势,并对国内发展该材料提出了建议。