【行业动态】复合材料部件生产：当纺织技术遇上仿生设计

中、高产量的复杂部件，需要采用精益制造技术来达到有效利用材料以及实现精密、可重复生产的目的。

凭借在高级时装刺绣方面的经验, BIONTEC公司在大批量的生产中高效率地生产出了CFRP部件。

解决复合材料的高成本难题

相比金属材料，纤维增强复合材料具有很多优势，在技术上提供了更好的解决方案，包括：高的特定力学性能，这使其胜任于轻量化的结构，以及低热膨胀、高减振和集成设计性能。

然而，使用这种各向异性材料的主要挑战在于设计，以及通常高昂的成本。

BIONTEC新方法：纺织技术与仿生设计

得益于150年的纺织技术经验，再结合全面的纤维增强塑料知识，公司开发了从纤维到成品的大批量生产工艺。

工艺使订制纤维铺放能适应大批量的生产，因而能实现高效、稳定的预成型。

通过将增强纤维缝编到载体材料上，可以针对每一个特定的挑战性应用选择最佳的材料组合。

根据仿生设计，旨在通过“沿部件净形状内的承载路径来铺放纤维”，实现“以最少的材料用量达到最佳性能”的目标。

通过将不同的纤维层组合成一个缝编的叠层，大大简化了预成型过程。

对于更复杂的部件，可以像拼图一样将几个叠层组合成一个稳定的三维预成型件。

高度的自动化生产降低了成本并减少了典型缺陷，如缝隙、纤维错位和褶皱等。

通过树脂传递模塑成型（RTM）生产出的部件是净形状的，因而极大地减少了后续的加工量。

由于预成型件具有优化的浸渍性，在加上采用多型腔模具，可以在不使用高压RTM系统的情况下实现短循环生产，且不易产生工艺缺陷。

从创意到批量生产

不管客户的年需求量是100个还是10万个，从部件的创意到批量生产，BIONTEC在开发过程中的每一步都是以实现高效生产为前提。

通过使用丰富的纺织技术和复合材料生产知识，该公司可以设计出适合生产的产品。

种类繁多的产品

BIONTEC技术特别适合尺寸有限的复杂部件。

根据特殊要求，可以整体制造出带有夹芯层或中空的部件。

通常采用的材料是高强度或高模量的碳纤维，而其他技术纤维如玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维等，则可用于特殊的用途，如医疗技术产品。

几个突出的应用领域

在计量学中，特别是在光学手持设备方面，重量、刚性和热膨胀性是使用碳纤维复合材料的推动因素。

利用纤维转向的自由度并结合自动化的生产工艺，可以实现卓越的力学性能并使变形最小化。

这些产品通过使用高模量的纤维和特殊的树脂系统，可减少由工艺引起的变形，如弹入。

此外，与常用的预浸料手糊工艺相比，加工的自动化显著缩短了节拍时间，提高了生产效率，从而可使成本减半。

采用自动化的生产方式、多型腔的模具和快速固化的树脂，每年可以生产出10万个部件。

为了最大程度地减少材料浪费和成型后的加工工作量，实现如此大批量生产的关键在于净形状的预成型和成型。

与铝相比，在部件中使用理想的纤维取向，可使重量减轻50%，如几种批量生产的自行车部件。

其他的应用是，取代用于航空航天的铣削铝配件或钛配件。

在执行太空任务的结构中，除了要求力学性能高之外，热膨胀性、热稳定性和漏气性也都是关键的鉴定标准。

针对这些应用，可以将一种新型氰酸酯树脂用于注射。

批量生产的制动杆：一次注射可以生产出几个部件，年产量可达10万件

文章来源：PT现代塑料