Ar daugiakampės audinio struktūros gali supaprastinti ir pagreitinti kompozitinių detalių gamybą?

Kompozitų gamybos srityje, be „našumo“, vis didesnį dėmesį pradėjo kreipti į efektyvumą ir nuoseklumą. Tradicinės vienkryptės audiniai bei paprastieji / kryžminiai audimai jau pasiekė aukštą našumo brandos lygį. Tačiau realiuose formavimo procesuose išlieka iššūkiai, įskaitant sudėtingus sluoksnių dėjimo veiksmus, didelę priklausomybę nuo darbo jėgos ir ilgus gamybos ciklus. Dėl to daugiakryptės audiniai vis dažniau naudojami vėjo energijos, aviacijos ir kosmonautikos, geležinkelių transporto bei aukštos kokybės pramoninių konstrukcinių detalių gamyboje. Tai kelia klausimą: ar daugiakryptės audiniai tikrai gali supaprastinti ir pagreitinti kompozitinių detalių gamybą?

Kokią problemą esminiu būdu išsprendžia daugiakryptis audinys?

Daugiakryptis audinys vienu kartu, naudojant kraštinį megztinį audimą, sujungia pluoštus, orientuotus keliais kampais – pvz., 0°, ±45° ir 90° – į vieną struktūrinį sluoksnį.
Skirtingai nuo tradicinių vienkrypčių audinių, kuriems reikia „kelių sluoksnių“, daugiakrypčiai audiniai leidžia pasiekti sujungtą mechaninės orientacijos projektavimą jau medžiagos etape.
Tai reiškia:

(1) Konstrukcinis daugia krypties apkrovos nešimas daugiau nebepriklauso nuo sudėtingo sluoksniavimo.
(2) Projektavimo filosofija keičiama nuo „sluoksnių dėliojimo“ į „konstrukcinį integravimą“.

GamYbos požiūriu: kaip tai supaprastina procesą?

Tikrojoje gamyboje daugiakrypčių audinių sukeltos pakeitimai yra labai akivaizdūs.

→ Dėliojimo žingsniai žymiai sumažėja.

Anksčiau tiksliais kampais kartotinai dėliojamų vienkrypčių audinių kelis sluoksnius dabar galima pasiekti vienu ar tik keliais daugiakrypčių audinių sluoksniais. Tai ne tik sumažina operacinės veiklos žingsnius, bet taip pat mažina rankinio dėliojimo metu atsirandančias kampines klaidas.

→ Aukštesnė formavimo efektyvumas

Tokiuose procesuose kaip RTM, VARTM ir vakuumo infuzija daugiakampės audinio struktūros užtikrina aukštesnę konstrukcinę stabilumą, neleisdamos pluoštams pasislinkti ar susiraukšlėti. Tai palengvina greitą ir vienodą dervos prasiskverbimą – ypač naudinga gaminant didelius komponentus.

→ Paprastesnis proceso nuoseklumo kontrolė

Kai pluoštų kampai „užfiksuojami“ jau audinio etape, gaminio charakteristikos tampa stabilesnės. Tai padeda mastyti apie gamybą didesniais mastais ir užtikrinti nuoseklią kokybės pakartojamumą.

Ar tai tikrai gali „pagreitinti“ gamybą?

Atsakymas yra: Taip, konstrukcinių komponentų taikymo srityje.

Nors medžiagos kaina už kvadratinį metrą gali būti didesnė nei įprastų audinių, bendros gamybos sąnaudos rodo:

(1) Sumažėjęs rankinis dėjimo laikas

(2) Mažesni perdaromųjų ir šukių kiekiai

(3) Trumpesni formų užimties ciklai

Po išsamios apskaičiavimų analizės paaiškėja, kad kiekvieno konstrukcinio komponento pristatymo efektyvumas iš tikrųjų yra didesnis. Tai viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl daugiakampės audinio struktūros plačiai naudojamos vėjo jėgainių mentėse ir apvalkalinėse konstrukcinėse detalėse.

Medžiagų pasirinkimas keičia gamybos metodus

Mažo dydžio pREKĖS , turinčiems itin sudėtingą geometriją arba reikalaujantiems specifinės paviršiaus tekstūros, tradicinės audinys vis dar siūlo lankstumo privalumų.

Tačiau daugiakrypčiai audiniai parodo išskilusią vertę šiuose atvejuose:

(1) Nešančiosios konstrukcinės detalės

(2) Didelių matmenų, plonosienės kompozitinės detalės

(3) Didelio apimties gamyba, kurioje reikalaujama nuoseklumo ir efektyvumo

Daugiakrypčiai audiniai yra daugiau nei tik medžiagos keitimas – jie pakeičia kompozitinių detalių projektavimo ir gamybos logiką. Jie leidžia pasiekti konstrukcinį vientisumą jau medžiagos etape, todėl gamyba vėl tampa efektyvi ir kontroliuojama.

Kompozitinių gamintojų, kurie teikia pirmenybę efektyvumui, stabilumui ir mastui, daugiakrypčiai audiniai iš „pasirinkimo“ virsta „pageidautina pasirinkimo galimybe“.