熱塑性復(fù)合材料因其重量輕、強(qiáng)度高而備受青睞。然而，由于現(xiàn)有生產(chǎn)工序存在諸如生產(chǎn)速度慢、價(jià)格昂貴以及勞動(dòng)力與廢棄物密集等不足之處，主流市場(chǎng)對(duì)熱塑性復(fù)合材料的使用仍然滯后。
為推動(dòng)這些先進(jìn)材料在多個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，全球領(lǐng)先的多元化化工企業(yè)沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（SABIC）投資了 復(fù)合材料行業(yè)首個(gè) 用以大規(guī)模生產(chǎn)“ 連續(xù)性纖維強(qiáng)化熱塑性復(fù)合材料(CFRTC) ”帶材產(chǎn)品的自動(dòng)化數(shù)字系統(tǒng)。
SABIC在3月6日-8日舉辦的“2018年法國JEC復(fù)合材料展 (JEC World 2018)”的5展廳L84展臺(tái)展覽了“復(fù)合材料數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)”，該自動(dòng)化數(shù)字生產(chǎn)線由荷蘭復(fù)合材料制造商 Airborne 開發(fā)， 西門子 提供技術(shù)支持。該系統(tǒng)預(yù)計(jì)于2019年初投入使用，旨在為客戶提供自定義功能——通過尖端技術(shù)與工藝，縮短循環(huán)周期和降低生產(chǎn)成本。
“以顧客可負(fù)擔(dān)的價(jià)格、快速大批量地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的定制化熱塑性復(fù)合材料部件將很快成為現(xiàn)實(shí)”，SABIC復(fù)合材料全球業(yè)務(wù)經(jīng)理Gino Francato表示。“我們即將推出的復(fù)合材料數(shù)字化生產(chǎn)線——復(fù)合材料行業(yè)首個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)方案，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的重要一步。”
Airborne首席執(zhí)行官Arno van Mourik補(bǔ)充說，“憑借Airborne的技術(shù)創(chuàng)新和20多年的復(fù)合材料制造工藝經(jīng)驗(yàn)，我們將運(yùn)用工業(yè)4.0自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)據(jù)交換原理開發(fā)復(fù)合材料生產(chǎn)線。這將使SABIC的客戶能夠充分利用輕質(zhì)、高強(qiáng)度CFRTC材料來開發(fā)、研制和生產(chǎn)獨(dú)特的差異化產(chǎn)品。”
快速并且全自動(dòng)
新型大規(guī)模生產(chǎn)線設(shè)備由Airborne運(yùn)用西門子的工廠自動(dòng)化和數(shù)字化操作軟件于荷蘭建造，每分鐘可以生產(chǎn)多個(gè)熱塑性復(fù)合材料層合板，能 實(shí)現(xiàn)超過一百萬部件的年產(chǎn)量 。
“要達(dá)成如此快速、可靠地復(fù)合材料生產(chǎn)，Airborne、SABIC以及西門子之間的緊密合作必不可少”，西門子專業(yè)工程軟件產(chǎn)品與市場(chǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)John O’Connor說。“我們共同的愿望是通過靈活性、生產(chǎn)力和創(chuàng)新速度的提升，增強(qiáng)Airborne和SABIC的競(jìng)爭(zhēng)力。 因此，數(shù)字化是生產(chǎn)工藝取得突破的關(guān)鍵。”
在靈活性方面，該系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程操作，并且可以 同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)不同尺寸規(guī)格的層壓板 。機(jī)器學(xué)習(xí)的概念將用于微調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量，自適應(yīng)工藝控制能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)狀態(tài)下修改設(shè)置。
復(fù)合材料數(shù)字化生產(chǎn)線將由SABIC位于荷蘭的“卓越中心”提供預(yù)測(cè)性工程能力方面的技術(shù)支持。 UDMAX™帶材的預(yù)測(cè)工程在計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件的基礎(chǔ)上，把生產(chǎn)工藝的影響計(jì)算在內(nèi)，使用材料數(shù)據(jù)和材料建模（如彈性性能和損傷啟動(dòng)/斷裂行為）創(chuàng)建模型，以模擬復(fù)合材料在應(yīng)用期間的性能表現(xiàn)。
滿足家用電子產(chǎn)品行業(yè)的迫切需求
復(fù)合材料數(shù)字化生產(chǎn)線將推出其第一代技術(shù)，以滿足家用電子產(chǎn)品行業(yè)的迫切需求。
SABIC的復(fù)合材料數(shù)字化生產(chǎn)線能夠按照層合板厚度、尺寸、分層參數(shù)和期望性能，批量生產(chǎn)輕量化、高模數(shù)、低翹曲的定制化層合板。這些層合板由碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料制成，將用于生產(chǎn) 筆記本電腦外殼 。
Francato總結(jié)說，“客戶越來越期望大規(guī)模生產(chǎn)更輕、更強(qiáng)、更薄的產(chǎn)品。不久的將來，通過滿足客戶的這種需求，我們就能讓客戶充分利用層合板材料的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)現(xiàn)設(shè)備外殼輕量化的同時(shí)，還能提升設(shè)計(jì)靈活性和縮減生產(chǎn)周期——比過去更高效。”
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