纏繞成型技術(shù)作為復(fù)合材料成型工藝中的重要一環(huán),近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外均取得了顯著的發(fā)展。該技術(shù)通過將預(yù)浸料或預(yù)浸帶按照預(yù)定的軌跡纏繞在芯模上,經(jīng)過加熱、加壓等工藝手段固化成型,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、成本低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車、體育器材等領(lǐng)域。本文將從國(guó)內(nèi)外兩個(gè)維度,對(duì)復(fù)合材料工藝設(shè)備中的纏繞成型技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)述評(píng)。
國(guó)外纏繞成型技術(shù)發(fā)展概述
在國(guó)外,纏繞成型技術(shù)的研究起步較早,已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)體系。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在纏繞成型設(shè)備的研發(fā)和制造方面處于領(lǐng)先地位,推出了眾多高精度、高效率、高自動(dòng)化的纏繞成型設(shè)備。

1.設(shè)備高精度與高效率:國(guó)際知名企業(yè)和研究機(jī)構(gòu),如美國(guó)泰斯金普公司(Cygnet Texkimp)推出的高速3D纖維纏繞系統(tǒng),能夠生產(chǎn)具有非線性中軸和多樣化截面的復(fù)合材料部件,極大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這些設(shè)備采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)和機(jī)器人技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)纏繞軌跡的精確控制和調(diào)整,確保了產(chǎn)品的精度和一致性。
2. 技術(shù)智能化與自動(dòng)化:隨著智能化技術(shù)的發(fā)展,國(guó)外纏繞成型設(shè)備逐漸向智能化、自動(dòng)化方向邁進(jìn)。例如,北馬其頓麥科羅公司(MikroSAM)開發(fā)的輔助機(jī)器人纖維纏繞自動(dòng)生產(chǎn)線,從內(nèi)襯輸送、裝卸內(nèi)襯或纏繞好的工件,到固化為成品,全程自動(dòng)化進(jìn)行,顯著降低了人工成本,提高了生產(chǎn)效率。
3. 材料多樣化與工藝創(chuàng)新:國(guó)外纏繞成型技術(shù)不僅局限于傳統(tǒng)的纖維材料,還不斷嘗試和應(yīng)用新型材料,如芳綸纖維等。同時(shí),在工藝上也不斷創(chuàng)新,如采用干法纏繞技術(shù),纏后包覆基體樹脂,提高了產(chǎn)品的抗扭強(qiáng)度和耐久性。
國(guó)內(nèi)纏繞成型技術(shù)發(fā)展概述
相比國(guó)外,國(guó)內(nèi)在纏繞成型技術(shù)的研究和應(yīng)用方面雖然起步較晚,但近年來(lái)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過消化吸收和自主創(chuàng)新,推出了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纏繞成型設(shè)備和工藝。
1. 技術(shù)引進(jìn)與消化吸收:早期,國(guó)內(nèi)主要通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的纏繞成型設(shè)備和技術(shù),如北京251廠在20世紀(jì)60年代引進(jìn)的臥式纖維纏繞機(jī)和哈爾濱玻璃鋼研究院引進(jìn)的立式纏繞機(jī)等,逐步建立起自己的纏繞成型技術(shù)體系。這些設(shè)備的引進(jìn)為國(guó)內(nèi)纏繞成型技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2. 自主研發(fā)與創(chuàng)新:隨著技術(shù)的不斷積累和市場(chǎng)需求的擴(kuò)大,國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開始加大自主研發(fā)力度,推出了一系列具有創(chuàng)新性的纏繞成型設(shè)備和工藝。例如,上海萬(wàn)格復(fù)合材料技術(shù)公司綜合五家德國(guó)公司和三家國(guó)內(nèi)公司技術(shù),成功開發(fā)了機(jī)器人纖維纏繞氣瓶自動(dòng)生產(chǎn)線,并出口到日本等國(guó)際市場(chǎng)。
3. 產(chǎn)業(yè)鏈完善與市場(chǎng)推廣:近年來(lái),國(guó)內(nèi)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善,從原材料供應(yīng)、設(shè)備制造到產(chǎn)品應(yīng)用,形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)在市場(chǎng)推廣和品牌建設(shè)方面也取得了顯著成效,提高了產(chǎn)品的知名度和競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)內(nèi)外纏繞成型技術(shù)對(duì)比分析
盡管國(guó)內(nèi)在纏繞成型技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步,但與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍存在一定差距。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1. 設(shè)備精度與穩(wěn)定性:國(guó)外纏繞成型設(shè)備在精度和穩(wěn)定性方面普遍優(yōu)于國(guó)內(nèi)設(shè)備。這主要得益于國(guó)外在數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等方面的深厚積累。國(guó)內(nèi)企業(yè)在這些方面仍需加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,提高設(shè)備的精度和穩(wěn)定性。
2. 自動(dòng)化與智能化水平:國(guó)外纏繞成型設(shè)備在自動(dòng)化和智能化方面處于領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)企業(yè)雖然也在積極推進(jìn)自動(dòng)化和智能化建設(shè),但整體水平與國(guó)外相比仍有一定差距。未來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)加大對(duì)自動(dòng)化和智能化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用力度,提高設(shè)備的自動(dòng)化程度和智能化水平。
3. 材料研發(fā)與工藝創(chuàng)新:國(guó)外在新型材料的研發(fā)和應(yīng)用方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)企業(yè)雖然也在積極嘗試和應(yīng)用新型材料,但在材料研發(fā)和工藝創(chuàng)新方面仍需加強(qiáng)。只有不斷創(chuàng)新和突破,才能滿足市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量、高性能復(fù)合材料產(chǎn)品的需求。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與建議
展望未來(lái),國(guó)內(nèi)外纏繞成型技術(shù)將繼續(xù)向高精度、高效率、高自動(dòng)化、高智能化方向發(fā)展。為了推動(dòng)國(guó)內(nèi)纏繞成型技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用推廣,本文提出以下建議:
1. 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新:國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)加大在纏繞成型技術(shù)方面的投入力度,加強(qiáng)與高校和研究機(jī)構(gòu)的合作與交流,推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化。同時(shí)關(guān)注國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及時(shí)引進(jìn)和消化吸收先進(jìn)技術(shù)提高國(guó)內(nèi)纏繞成型設(shè)備的整體水平。
2. 提高設(shè)備精度與穩(wěn)定性:設(shè)備精度和穩(wěn)定性是纏繞成型產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。