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卡尔迈耶加入开放型混合实验室工厂项目,提供一款改良版多轴向经编机

全新的多轴向纺织品,绘制精准的受力导向

人们对交通运输的需求是前技术发展的动力,它将继续呈增长势头。为了赶上全球汽车需求量的增长步伐,人们对轻质材料和新技术的呼声越来越高。因此,行业开始推进关键技术的研发项目,同时支持专家间的相互合作。

由公共资金赞助的一项最新倡议是在沃尔斯堡建立开放型混合实验室工厂,该研究园区于2016年9月22日正式成立。

创新研究中心的技术设备和机器来自卡尔迈耶产业用纺织机械有限公司提供的多轴向经编机。

拥有自然外观的多轴向织物

卡尔迈耶产业用纺织机械有限公司为开放型混合实验室工厂配备了一台多轴向经编机(图1,28页),并对这款机器做了进一步改进,使其能够大规模生产纤维增强型结构。这个项目被称为KonText,由CETEX(非营利性纺织和加工机器研究所)和其他项目合作伙伴组成,项目周期为2015年1月1日到2018年12月31日。这个项目的目的是将载重碳纤维结合到玻纤多轴向织物中的外露表面,外观看起来类似自然长成的树木节孔。

将正确的材料用在合适的地方,这有效地减轻了汽车引擎盖的克重——汽车前盖的重量比传统组件轻25%。除了减少碳纤维的用量,这种方案还节约了成本。生产这种汽车前盖的方式大约比传统碳纤维增强塑料便宜了30%。除了汽车前盖外,采用不同的纤维增强技术生产地板组件也具有优势,因为平坦的组件可以通过压塑法简单成型,作为看不到的组件,它们不需要达到A级表面水平。

将电子提花机构集成到多轴向经编机

多轴向经编机最重要的改进集中于成圈机件。除了两把地梳外,还增加了一个碳纤维条带的喂入模块,通过横移运动能够生产出满足具体特性的碳纤维分布结构。该模块也可以加工交错花型,也就是“结点”(图2)。为了达到这个目标,卡尔迈耶产业用纺织机械有限公司的工程师从花边机部门同事那边获得灵感,充分利用拉舍尔花边机的钢丝花梳技术,搭配电子提花原理,共同用于多轴向经编机。与配备钢丝花梳的梳栉类似,多轴向机器配备了由两个横移组件组成的经纱横移模块(图3)。两个横移组件相对排列,能加工交叉垫纱,通过条带引导组件做横移运动,将碳纤维材料送入成圈区域(图4)。高达12个导纱组件排列在一个轨道盒中,它们可以一起、单个或者某几个独立运动。独立电机(图5)的使用给载重碳纤维条带来了丰富的提花空间:如果要调整花型排列密度,可以通过调整单根导纱针之间的间距完成;如果要调整花型长度或者垫纱结构时,可以调节两个横移组件(拥有独立横移线)的运动控制。最大横移量能等同于机器的工作幅宽。

碳纤维条带在一定的张力下退绕,主动控制系统能确保均匀的条带张力。

未来发展方向

今年的第三季度,配备新型横移模块的多轴向经编机在开放型混合实验室工厂正式运行。生产的多轴向织物用于后续生产工序的研究。尤其是树脂加工工艺,它需要适应纺织品特定区域的新几何结构。项目还计划进一步开发多轴向经编机,争取到2017年第三季度能集成纬纱横移模块。

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