无模成型面向的是制造大型单弯曲连续纤维复合材料工件
无模成型面向的是制造大型单弯曲连续纤维复合材料工件,使
用一系列较小的辊轴来得到所需的形状。初步集中在锥形制件的成
型,即在纵向方向是笔直的而横截面沿长度方向变化的工件。为了
将加工设备小型化,通过设备将弯曲施加到与移动方向垂直的方向
上。该工艺先在计算机上经过图形模拟,然后在一台“样机”上进
行了探索试验。成功的因素有:
①使用感应加热的方式以快速穿透工件,且在边界处改变工
件移动速率以实现温度控制;
②在自由边引人弯曲并将其传递到整个层压板;
③使用电机驱动的“辊轴串”控制弯曲内侧的皱褶。
采用这种初步方式并没有获得完全成功,限制因素就是已成型
部分的“过弯曲”。试验结果表明这是由于在工件通过成型设备时,
已成型部分和未成型部分之间的“应变不匹配”造成的。能量最小
化模型表明,过弯曲是这种工艺固有的特征。
为了避免应变不匹配,随后设计的无模成型方法在工件通过成
型设备时,在其移动的相同方向进行弯曲。超声波(6dB损耗)和
剪切强度测试表明,用这种方法(连续无模成型)成功地得到了高
质量的层压板。在这种方法中,在真空袋内成型和预热干燥以除去
水分是两个重要的因素。
连续无模成型可以用来制造均匀弯曲和不均匀弯曲的工件,能
够得到良好的形状精确度(例如最大偏差为±0.4mm或0.016in)。
其中的一个关键因素是控制沿辊轴方向的温度梯度。