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德国纤维/线缆铺缝设备原理简介
德国公司的纤维/线缆铺缝设备是一种全新的创新技术,为您提供与传统工艺完全的不同的选择。纤维/线缆铺缝工艺的原理,参考图例所示\在图例中的基材(base material)可以沿着X轴、Y轴以及M轴向运动,配合可以在0-360度范围内旋转的铺缝工作头,可以实现纤维、线缆、软管等等任意取向,形成各种形状,由缝合线(upper thread)将纤维、线缆、软管等等固定以使得铺缝出的形状与设计精确吻合。

德国纤维/线缆铺缝设备的优势:
1. 被铺缝的纤维、线缆、软管等原材料,在铺缝工艺过程中,铺缝的角度能够在0-360°间自由变换。
2. 对于纤维铺缝,通常纤维预制体是多层铺缝结构,那么在同一位置的纤维进行重复铺缝,从而使得复合材料预制体的局部厚度的变化与设计保持高度一致,即同一个复合材料预制体在铺缝过程中很容易获得精确的厚度变化。
3. 与纤维/线缆铺缝工艺相结合的专业铺缝路径创建软件,能够在铺缝模板中设计出铺缝路径的理想模式,这将大大提高复合材料预制体的研发时间和成本。如果以有限元分析等软件的应力分析结果为基础设计铺缝路径,即将纤维的取向与应力取向一致,则在获得力学性能最优的复合材料预制体上投入的研发时间和成本都会大大减少。
4. 通过纤维/线缆铺缝工艺可以获得净型的产品,这就意味着生产几乎零废料。
5. 纤维/线缆铺缝设备适用于各种原材料:纤维种类有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、有机纤维、陶瓷基纤维、天然纤维、混杂纤维等等;线缆种类有绝缘线缆、加热线缆、金属丝束、空心软管、冷却软管等等。

对于复合材料预制体,通常是多层铺缝结构,图所示
\多层铺缝的复合材料预制体,是在第一层的铺缝结构上进行第二层的铺缝,依次类推,最终获得纤维预制体的设计厚度及形状。在铺缝过程中,每一层的纤维都可以有不同的纤维取向,铺缝形状也可以设计成完全不一样的。目前,纤维/线缆铺缝设备的最厚铺缝厚度为8mm。

纤维/线缆铺缝设备还可以进行一些特殊的其它设备无法自动完成的工艺过程,如图所示的deep-drawable功能,纤维/线缆铺缝设备可以自动精确实现纤维或线缆的拽曳功能。
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由于铺缝的原材料的不同以及最终制件的用途和力学性能要求不同,在使用基材(base material)和缝合线也会区别对待。

例如:碳纤维可以直接被铺缝在碳纤维织物上,也可以被铺缝在玻璃纤维织物、芳纶织物、无纺布、脱模布、玻璃纤维表面毡、短切毡等其它织物上,甚至还可以被铺缝在预浸料上。假设铺缝的最终产品是格栅,那么可以直接将纤维铺缝在玻璃纤维表面毡上,铺缝工艺过程完成后,将孔洞内的玻璃纤维表面毡直接撕掉就使得操作更加方便简洁。又假设最终成型工艺想使用树脂渗入法或模压工艺,那么可以将树脂丝束与纤维丝束混绕的丝束直接铺缝在预浸料上,铺缝工艺过程完成后,把预制体放入模具内加热就可以获得单面光滑或双面光滑的最终制品。

对于缝合线的使用也是类似原理:碳纤维的铺缝可以使用PEEK线,芳纶缝合线、耐水缝合线等等;对于玻璃纤维的铺缝,可以使用聚酯线、尼龙线等等;那么还有一种特殊的缝合线需要介绍:这种缝合线会在一定的温度下熔融,然后被树脂基体吸收,也就意味着最终制品相当于单向布或单向丝制成的制品。但是,采用纤维铺缝工艺的好处是不仅仅是铺缝效率远高于手工单向布铺模这么一个优点,而是对每个单丝的取向角度能够实现绝对精确的控制,并且还不会产生在边界处搭接的现象。