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Icomat丝状剪切样品

iCOMAT的快速Tow Shearing (RTS)技术依靠平面内剪切,而不是平面内弯曲来引导拖缆。该公司表示,它可以剪切6.35-500毫米宽、半径小至50毫米的胶带或预浸胶带。照片信用:iComat

2020年初,美国国家航空航天局发出关于被动空气剪裁(PAT)项目的最终报告该研究评估了拖曳舵机翼蒙皮的设计、优化和制造。该报告指出,自动化纤维放置(AFP)系统的材料和硬件还需要进一步成熟,以帮助提高拖曳式气动结构的质量和一致性。该报告还建议对辅助技术进行更密切的评估,并具体提到了tow剪切

Continuous tow shearing (CTS) was invented at the Advanced Composites Collaboration for Innovation & Science at the University of Bristol (Bristol, U.K., currently Bristol Composites Institute) in 2010 under an EPSRC grant by Byung Chul (Eric) Kim (primary inventor), Paul Weaver and Kevin Potter. Evangelos Zympeloudis further developed the technology from 2014 onwards at the university and has been leading the commercialization of the technology. iCOMAT (Bristol) was established to commercialize tow shearing in 2019 by Zympeloudis, Kim and the University of Bristol as a spin-off company, with Evangelos as the CEO of the company and Kim as the chief technology advisor. iCOMAT has worked to mature the overall process and recently rebranded it to RTS (rapid tow shearing) to highlight productivity gains that have resulted from this work.

Zympeloudis表示,牵引剪切被开发为牵引转向的替代方案,其使用拖截面的面内弯曲并且容易发电,包括牵引,重叠和间隙。他指出,这种缺陷,即使是AFP机器管理的良好,也必须在设计中占据击倒,使设计,制造和测试努力复杂化。

相反,iCOMAT使用平面剪切来移动拖缆横向当它们被放置并沿着半径重新定位纤维。Zympeloudis表示,这是通过在两个方面使用知识产权(IP)实现的:材料和安置头。“我不能说得太详细,”他说,“但是在我们放置材料之前,我们对材料做了很多事情,放置头本身对iCOMAT的剪切技术至关重要。

Zympeloudis表示,iCOMAT的技术通过连接在6轴机器人末端的放置头来实现,可以剪切现成的干燥或预浸材料,剪切半径小至50毫米(2英寸),剪切宽度从6.35-500毫米(0.25英寸至19.7英寸)。他说,干纤维最易于剪切,但通过专有的修改,预浸带也可以剪切。Zympeloudis说:“我们可以剪掉任何我们尝试过的UD预浸料,我们已经尝试了很多次。“但是我们还没有进行测试所有市场上的UD预浸料。

使用icomat剪切技术放置的带胶带的一个值得注意的特征是,随着剪切的角度增加,纤维相对于彼此的横向移动使得牵引/带宽减小和厚度增加。这是一个特征,说,Zympeloudis说,设计师已经利用局部增加了层压板的厚度,而不增加肤质的数量。

iCOMAT丝束剪切角

拖曳剪切避免屈曲,圈和传统的拖曳转向物流动。另外,随着使用icomat的RTS技术的剪切角度增加,磁带宽度缩短,而厚度增加。例如,在顶部图像中,在0°和60°之间的带宽差。这是设计人员利用局部增加层压板的厚度的特点,而不会增加层数。照片信用:iComat

Icomat指向RT的几个好处,包括更高效的复合材料制造,减少废物,更好的负载路径管理,没有间隙或重叠,没有纤维屈曲。“Zympeloudis说:”用复合材料制造复合材料是一种激进的方法,“Zympeloudis说。

该公司目前正在与领先的oem进行7项研发试验,以评估RTS及其应用。在2021年晚些时候,iCOMAT将在制造环境中为客户提供其第一个系统RTS 2D。

尽管RTS似乎非常适合商业航空航天用途——特别是机翼外壳——Zympeloudis承认,在剪切技术出现在商用飞机上之前,还有几年的设计、制造、测试和认证工作要做。因此,毫不奇怪,iCOMAT将首先瞄准国防应用,并希望到2023年实现拖剪式部件的飞行。Zympeloudis还将汽车作为另一个目标。他说,RTS可以用于制造汽车和卡车的弯曲梁,使其接近净形状,而浪费最少。

关于测试和认证,Zympeloudis指出,没有建立专为测试转向或剪切纤维的ASTM标准。“一旦开始转向,许多ASTM标准都会出门,但我们认为可以使用现有的标准,例如ASTM D3039 [标准试验方法是否具有RTS的拉伸性能。您可以使用现有标准进行长途路线,但我们还努力为RTS开发专用的测试方法。“

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