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复合物过程和质量控制的新型软件
作者:Plastics Technology
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EDA/专用CAD软件展厅
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目前很多合成设计、处理和质量控制的软件都对过程质量控制提出了大胆的预测。有些新产品真的可以实现对过程的完全控制,它可以在部件成形前对复合物承压强度进行分析,最优化预浸料坯,控制真空灌输模块以及检验纤维方向,并且区分断裂的成因是来自于纤维还是交联树脂。

Puck Criterion标准

德国亚琛大学的塑料工程学院(IKV)首先设计出利用Puck Criterion标准来分析合成物质的承压强度的软件。强度分析非常复杂,因为纤维和交联树脂的压力曲线完全不同。

Puck Criterion分析模式是最早对复合聚合物中的纤维强度单独进行分析,并且计算其裂缝倾角的程序。这样可以让设计者通过改变纤维方向来改进弱点。在这之前Tsai/Wu Criterion是传统的分析模式,但是它不能对纤维和交联树脂进行区分。IKV在18个月以前推出的这套名为Compositor的软件以Microsoft的Excel作为模板,售价仅为1000美元出头,并且包括两天的培训课程。

商业软件公司也同样应用了Puck Criterion。位于比利时Zaventem的Material SA公司于去年推出了一款名为Composite Star的相似软件。它同样用于分析复合聚合物的承压强度和碾压硬度,并且可以对不同厚度的断裂点进行预测,同时找到断裂的原因,是出自纤维还是交联聚合物,甚至可以对引起断裂力量类型进行分析,例如分析是挤压力还是剪力。更重要的是,它可以帮助用户分析这样的断裂是危险的还是无大碍的。

纤维定向分析

去年,MSC.Nastran和MSC.Patran这两款有限元软件的设计者MSC.软件公司又推出了一款新的软件,并认为这是市场上唯一的一款随机性软件。这意味着可以任意改变复合物的厚度以及角度,更接近真实表现,其它的软件在同一时间只能改变其中一个参数。这款软件还包括一个“决策树”结构,可以指出这些变化里面哪一个更加重要。

这个月,Vistagy公司宣布了一个重大的升级:FiberSIM软件的5.0升级版本允许工程师设计复合物并且计算他们的加工制造性能,同时显示预浸料坯的压力曲线,在哪个接口和缺口插入可以避免皱褶。5.0升级版本是第一个无论何处都可以创造“变化的碾压表面偏移” ("variable laminate surface offsets")的软件,Vistagy说,这意味着它可以自动计算每一层的变化,而以前的工程师必须一层层的单独计算,或者使用同一个偏移。


FiberSIM 5.0版本的软件操作界面

VIP & RTM模拟

成立7年的荷兰Palyworx公司最近公布了PTM-Worx软件,该软件可以模拟树脂在RTM中的流动以及真空挤灌过程。它模拟了树脂在较大空间,例如船体中的流动,计算纤维各个方向的不同效果,结构层的渗透性,以及重力对树脂流动的影响。它可以准确预测树脂在传输带和真空灌输线中的表现,同样可以预测到底需要多少树脂。

特拉华洲立大学的复合材料中心推出了他们开发的SMARTMolding软件和硬件,用于控制包括很多条灌输线和很大的灌输空间的SCRIMP真空灌输过程。这个新的软件号称是唯一一个可以在合适的时间,合适的命令下打开和关闭灌输线的软件。通常情况下灌输线的开关都是手工操作的,但是因为灌输时各个层面的流速不同,用眼睛常常不能够准确判断。

SMARTmolding 使灌输过程自动化,让它更加具有可重复性,过程包括:检查真空袋的裂缝,鉴定结构插入物的条形码,检验树脂的混合度,控制灌输,并且指导操作者正确步骤。硬件部分包括电子管,流量和真空传感器以及PLC触摸控制屏。软件和硬件的总价约为14万美元。

高科技的质量控制

去年推出的Assenbly Guidance系统是一套半自动的聚合物鉴定装置(APV),它被称为高精度手动定位观察仪或HAMPI。它使用摄像机来观察纤维的最上一层,同时有其它摄像机观察下面,检验纤维方向并且生成观察记录。HAMPI一般和公司的激光检测系统一起使用,这样就不需要实物的模板来布置板层。某个操作者点击激光检测器来进行精细控制,三个激光点会出现在上面。然后操作者将HAMPI移动到三个激光点上面,并且拍照。这些点帮助排列这些照片,确定纤维正确的方向。HAMPI的价格大约为5万美元,如果要加上手动单元需要再加2万美元。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2/19/2005)
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