Kohlefaser-Wasserstrahlschneiden

Forplus Hochdruck-Wasserstrahl-Intelligente Ausrüstung, diversifizierte Schneideanwendung von Kohlefasermaterialien

Hintergrund des Projekts

Mit der wachsenden Nachfrage nach leichten Materialien in der Luft- und Raumfahrt, High-End-Ausrüstung und anderen Bereichen sind Kohlefaser-Verbundwerkstoffe aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihres geringen Gewichts zur Mainstream-Wahl geworden. Ihre komplexe Schichtstruktur und ihre hohen Härteeigenschaften stellen jedoch große Herausforderungen für den Schneidprozess dar – herkömmliche thermische Schneidprozesse neigen dazu, Materialien zu karbonisieren und zu delaminieren, und hochpräzises Oberflächenschneiden erfordert Flexibilität und Stabilität. Bei der Entwicklung neuer Verbundteile benötigt ein Luftfahrtunternehmen dringend eine Reihe diversifizierter Schneidlösungen für 2-5 mm dicke Kohlefaserteile, die die hochpräzise Bearbeitung ebener und gekrümmter Oberflächen abdecken, und erfordert gleichzeitig eine Ausrüstung mit effizienter Dauerbetriebsfähigkeit und Umweltschutzeigenschaften.

Kundenbedürfnisse

Forplus Wasserstrahlschneidlösungen

Technischer Weg: Kaltschneiden, flexibler Roboter, intelligentes System

Mit Blick auf die Eigenschaften von Kohlefasermaterialien, die „Angst vor Hitze, Stößen und Delamination“ haben, wird die Ultrahochdruck-Wasserstrahl-Kaltschneidtechnologie in der forplus Wasserstrahl-Schneidmaschine eingesetzt, kombiniert mit dem flexiblen Aktuator des Sechs-Achsen-Roboters, um ein intelligentes Vollprozess-Schneidsystem aufzubauen.

1. Antriebsstrang:

Ausgestattet mit der Panther 50Kplus Hochdruckpumpe, um thermische Schäden an Kohlefasern durch herkömmliches thermisches Schneiden zu vermeiden und sicherzustellen, dass die physikalischen Eigenschaften des Materials nicht beeinträchtigt werden.

2. Exekutivstelle:

Der industrielle sechsachsige Unterarmroboter wird verwendet, um durch Offline-/Teaching-Programmierung jede Trajektorie im dreidimensionalen Raum zu schneiden und ebene und komplexe gekrümmte Oberflächen präzise abzudecken.

3. Intelligentes Assistenzsystem:

Kontinuierliches Schleifmittelzuführsystem + automatisches Schleifmittelentfernungssystem.

4, kundenspezifische Schneidplattform:

Maßgeschneiderte modulare, gespleißte, erweiterbare Werkbank mit magnetischem Werkzeug, um schnelles Positionieren und Spannen zu ermöglichen und die Hilfszeit zu reduzieren.

Vorteile der Lösung

1. Genauigkeitsgarantie:

Die Wasserstrahlschnittnaht ist extrem klein und kombiniert mit der präzisen Flugbahnsteuerung des Roboters erzielt die gewünschte Schnittgenauigkeit. Der Schnitt ist glatt und gratfrei, keine Sekundärbearbeitung erforderlich.

2. Steigern Sie die Effizienz:

Im Vergleich zum herkömmlichen Laserschneiden erfordert das Wasserstrahl-Kaltschneiden keine häufige Fokusanpassung, das kontinuierliche Schleifmittelzufuhrsystem eliminiert Stillstandszeiten für die Schleifmittelnachfüllung und die Gesamteffizienz wird um mehr als 30% gesteigert.

3. Materialanpassung:

Der Kaltschneidprozess vermeidet Probleme wie Harzkarbonisierung und Faserablösung, die durch hohe Temperaturen in Kohlefaserverbundwerkstoffen verursacht werden, und eignet sich besonders für die Präzisionsbearbeitung mehrschichtiger laminierter Strukturteile.

4. Flexible Erweiterung:

Durch die Offline-Programmiersoftware können Sie den Schnittweg schnell wechseln, um sich an die vielfältigen Produktanforderungen anzupassen und den Entwicklungszyklus neuer Produkte zu verkürzen.

Deliverables für technische Lösungen

Der Einsatz von Offline-Programmierindustrierobotern verbessert den Anwendungsbereich und die Schnittflexibilität des Wasserstrahlschneidens erheblich und verfügt über ein breites Spektrum an Anwendungsszenarien für die Verarbeitung neuer Materialien, die für das Laserschneiden nicht geeignet sind, wie z. B. Kohlefaser.

XY-Schnitt:

Die gemessene Schnittgenauigkeit und Schnittvertikalität der Kohlefaserplatte entsprechen den Standards und erfüllen die Montageanforderungen in Luftfahrtqualität.

Oberflächenschnitt:

Für die gekrümmten Oberflächenteile der Vorderkante des Flügels wird die koordinierte 7-Achsen-Bewegung des Roboters (einschließlich der Außenachse) verwendet, um einen reibungslosen Übergangsschnitt zu erreichen, und die Oberflächenrauhigkeit Ra ≤ 3,2 μm.

Programmerweiterung

Wir können maßgeschneiderte Upgrades für die FORPLUS WATERJET nach den Bedürfnissen verschiedener Branchen anbieten, wie zum Beispiel:
1. Luft- und Raumfahrt:

Das integrierte visuelle Inspektionssystem realisiert eine dynamische Kompensation des Schnittwegs und passt sich an das Schneiden komplexer gekrümmter Oberflächen an.

2. Automobilleichtgewicht:

Entwickeln Sie maßgeschneiderte mehrachsige Wasserstrahlgeräte, unterstützen Sie das Chargenschneiden von Kohlefaserteilen des gesamten Fahrzeugs und sind mit automatischen Be- und Entladerobotern ausgestattet.

3. Spezielle Branchen:

Explosionsgeschütztes Wasserstrahlsystem, um die Verarbeitung von Verbundmaterialien in brennbaren und explosiven Umgebungen (z. B. militärische und Luft- und Raumfahrtkraftstofftankkomponenten) zu erfüllen.

Forplus Waterjet – Stärkung der Verarbeitung von Verbundwerkstoffen mit Wasserstrahltechnologie und Bereitstellung eines neuen Paradigmas des umweltfreundlichen Präzisions-Wasserstrahlschneidens für die High-End-Fertigung.