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欧宝平台登录:雷电复合材料技术公司开发自动化连续工艺以批量制造陆基装备
更新日期:2022-04-22 00:42:42 来源:欧宝足球直播 作者:欧宝直播足球直播

  从历史上看,陆基防御装备一直是复合材料难以打入的市场,这类产品往往主要使用传统坦克设计和材料。加拿大雷电复合材料技术公司(Thunder Composite Technologies)总裁、哈勃技术公司工程经理Andrew Glover表示,若想进入这个市场,必须真正拥有一套具有成本竞争力的自动化系统,或者一些可以实现自动化的独特低成本工具。陆基武器装备正在寻求减轻重量,但装备制造商并没有大笔预算开发一套史无前例的自动化系统以取代目前正在使用的手动铺层工具。

  陆上系统涉及的国防装备领域与航空航天国防市场完全不同,后者已经全面迈入复合材料领域。国防工业领域实际上与重型卡车市场在本质上非常相似,一些车辆平台使用部分相同的钢制模具。例如,用于特定小卡车车顶结构的工具可能用于防务用车辆上的类似部件。

  凭借在汽车领域复合材料自动化、大批量工艺方面十多年的经验,雷电复合材料技术公司最近实现了进入国防市场的目标,为全球航空航天和国防装备领域公司通用动力最新研发的自动化、全电动坦克开发悬架系统和复合材料半板簧。

  哈勃技术公司(Harbour Technologies)是一个家族企业,50多年来一直致力于为各种制造流程构建自动化系统,其客户遍及汽车、航空航天、国防、医疗、核工业零部件制造等领域。

  雷电复合材料技术公司于2009年从哈勃公司拆分出来,哈勃公司为其提供了复合材料部件原型设计、工程化、生产和加工,以及自动化设备和模具制造技术。基于自动化设备,该公司既可以为内部生产开发一条定制的自动化生产线,也可以为客户的工厂提供制造系统。

  哈勃公司和雷电复合材料技术公司一共运营了4个生产设施,拥有约80000平方英尺(7432平方米)的制造空间。运营过程中的整套生产设施具有全套完整的产业链,不仅能够设计和工程化生产产品,还设计、构建整个生产系统。

  这种对自动化的重视,以及靠近美国密歇根州底特律的地理优势,该公司能够迅速进入车辆复合材料原型设计和生产市场,包括板簧、转向轴、防倾杆等。

  对于主要的板簧组件,雷电复合材料技术公司使用了一种称为混合拉挤成型的专利工艺本质上是一种用于连续拉挤可变厚度复合材料部件的自动化系统。该工艺具有高度可扩展性,可以以相对较低的成本实现大批量生产,每个零件的制造周期时间低至3到4分钟,具体取决于应用部位。

  这套系统从传统的拉挤成型工艺开始,利用连续纤维生产厚度均匀且纤维与树脂比率高的零部件。这种均匀的拉挤“芯材”被移动到一个辅助系统中,该系统将湿润的连续粗纱纤维缠绕在原始部件周围,从而形成更坚固的部件,并根据应用要求定制材料性能。其中第二步类似于纤维缠绕系统,但需要更复杂的控制。整个系统沿着零部件移动,是一套CNC控制的系统。工程师能够以软件中确定的角度,选择性地将单独的粗纱添加到核心结构上。加热模具将沿着系统移动,并牵引材料穿过最终固化形成成品部件。

  为了优化复合材料板簧设计,雷电复合材料技术公司开发了一套软件程序,对钢质板簧进行逆向工程。将钢制部件的机械性能输入到软件程序中,然后生成一套与复合材料板簧可对比的数字模型,以此为依据设计新材料性能并进行结构优化,以防止发生故障。这套系统的独到之处在于它减少了工程类工作量,因此可直接推出了一款真正面向应用的产品,可直接应用于弹簧应用。

  使用该软件及混合拉挤成型工艺,雷电复合材料技术公司为汽车市场的各种应用和客户生产了复合材料板簧和半板簧。

  雷电复合材料技术公司表示,下一代陆基防御系统追求更小、更易运输、电池供电和自动驾驶等性能,能为复合材料进入该市场提供更多机会。

  下一代防御车辆正在开发中,其外观和操作方式与传统载人坦克不同,而这正是复合材料可以打入市场的机遇。这种车辆计划全部采用电驱动并具备自动驾驶功能,可远程遥控行驶。车辆变得越来越小,越来越隐蔽,消除人为因素后不必担心车辆的生存能力。车辆所需承受的有效载荷与传统车辆完全不同。

  与普通的商用汽车市场一样,陆基防御车辆也可以从复合材料带来的减重效益中受益,不过,广泛使用复合材料的目的并不是节省燃料或提高续航里程,而是更有效地通过陆路或空中运输坦克。当陆基防御装备变得足够轻便时,在单次运输过程中就能够运送更多装备。

  雷电复合材料技术公司表示,在过去的几年里,该公司的产品已经成为国防市场的首选,一些企业希望将钢制零部件使用复合材料重新设计,公司承担的其中一个项目是生产一系列用于国防车辆的碳纤维复合材料油箱底壳,其中包括一种独特的树脂系统,可在高温下实现高性能。该部件是利用雷电复合材料技术公司开发的低真空树脂传递模塑(RTM)系统制造。该系统使用成本相对较低的工具,可以实现A级表面处理。

  2018年底,通用动力公司与雷电复合材料技术公司接洽,为10吨级远程控制电动坦克原型车设计和制造全悬架套件,其中包括通过该公司的混合拉挤工艺,使用玻璃纤维复合材料制造每辆车使用的8个复合材料半板簧。该套件于2021年完成,混合了钢、铝和复合材料部件,所有这些部件均由雷电复合材料公司内部设计、制造和加工。

  雷电复合材料技术公司和哈勃技术公司预计,随着陆基防御市场继续向便携式、自动驾驶汽车的发展,复合材料更多应用机会将会出现,而自动化制造流程将是关键。

  与此同时,两家公司继续为其车辆和国防领域复合材料客户开发自动化流程。例如,雷电复合材料技术公司正在开发一种全自动、连续的螺旋弹簧制造工艺,可以使用快速转换工具制造任何尺寸的线圈。该市场预计有非常广阔的应用前景。2012年以来,该公司一直在研究该系统,目前已经到了准备开始系统生产的工程节点。

  从历史上看,陆基防御装备一直是复合材料难以打入的市场,这类产品往往主要使用传统坦克设计和材料。凭借在汽车领域复合材料自动化、大批量工艺方面十多年的经验,雷电复合材料技术公司最近实现了进入国防市场的目标,为全球航空航天和国防装备领域公司通用动力最新研发的自动化、全电动坦克开发悬架系统和复合材料半板簧。

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