《英国国家复合材料中心公布新增数字化制造技术》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-03-09
  • 英国国家复合材料中心(NCC)为新项目举办庆祝活动,并对外公布了项目新增的9948平米研究场所和10套最先进的数字化制造设备。

    该项目是名为iCAP的数字化能力提升项目的一部分。iCAP项目以推动复合材料制造技术的加速发展为目标,围绕NCC所需的10项技术开展技术研发,总投资3670万英镑(约3.28亿人民币),由英国航空航天技术研究所(ATI)、项目参与企业和英国高价值制造促进中心共同资助。

    NCC工程制造主任Rich Hooper表示:“我们的使命就是将复合材料领域的科研成果进行产业化转化。”

    为此,在过去两年中,由NCC工程师、研究者、软件工程师和纺织学专家组成的研发团队围绕如何采用数字技术令复合材料部件的设计更简便、制造更快速、成本更低廉的课题不断探索。

    航空航天领域无疑是推动高效复合材料制造技术不断发展的重要动力来源。据NCC称,采用现有的劳动密集型技术,制造商每月只能生产6对机翼,而未来单通道客机的月生产率则要求机翼交付量达到100对。NCC是空客公司“明日之翼”项目的参与单位,该项目的目标是开发出自动化程度更高、零部件更少、集成度更高、工艺周期更短、无损检测更快、组装更高效的商用客机机翼结构制造工艺。

    新增的设备包括一条将用于“明日之翼”项目开发的新中试线。其中,高速生产系统包括两个能够进行机翼自动化生产的巨大工业机器人。它们分别重45吨和24吨,能够测量、切割、托举并铺放碳纤维织物,精度可达毫米级。5米宽、20米长的复合材料带材可以经一步操作实现精确铺放,同时机翼零部件数量由10万件显著降至150件左右,机翼的生产周期也由一周缩短至一天。机翼制造时,首先将织物铺放至指定位置,随后,机翼由真空袋包裹并转移至20米长、装配有大规模树脂灌注设备的加热炉中。机翼将在180º C的热炉中经8小时固化成型。这项新技术将不仅帮助技术人员重新思考该如何生产机翼,还将在建筑、石油天然气等众多领域的学术研究和产业化之间架起沟通的桥梁。

    由荷兰Eurocarbon公司开发的环形编织机,在欧洲同类设备中是最大的,能够同时将288股独立的高强度碳纤维自动编织成三维结构,用来生产管道、飞机螺旋桨等部件。

    由Engel公司开发的新型复合模塑(overmolding)工艺单元拥有一台1700吨的卧式压机,注射温度和压力分别可以达到420°C和2000 bar,一次注射容量可达6400立方米,适合复合材料部件的大规模生产。“复合模塑工艺特别适合热塑性复合材料部件的高速净成型,”NCC首席技术官Enrique Garcia说。“它将层压板的热成型与聚合物注射成型集成于一个自动化工艺,所生产的部件既具有理想的高强度,又拥有复杂的设计结构,同时还缩短了工艺周期。”

    在无损检测(NDI)部分,NCC采用两台3米高的机器人同时对部件进行高压水射超声检测。系统通过测量声波穿过部件所需的时间,提醒操作员有无异常。

    NCC的其它数字技术还包括自动预成型单元、Coriolis公司的C5型自动铺丝(AFP)龙门机器人和Electoimpact公司的自动铺丝/铺带机(AFP/ATL)。

    NCC首席执行官Richard Oldfield表示:“此次对十大复合材料国际前沿技术的研究将为未来航空业开发机翼、发动机,以及未来能源的产出与储存提供有效路径,同时为未来基础设施的建造指明方向。”

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-03-30
    • 据drivesncontrols网站2020年3月10日刊文,英国政府宣布了迄今为止使用5G进行制造的最大投资——一项900万英镑(合1170万美元)的5G-Encode项目,在布里斯托尔的国家复合材料中心(NCC)安装一个专用5G网络。这个多方合作项目将探索工业环境中专用5G网络的新业务模型,并在实际的工作环境中测试新的5G技术,例如网络剪接和切片。它还将研究5G无线技术在改善复合材料设计和生产过程中的实际应用。 项目组有11名成员,由总部位于布里斯托尔的网络专业公司Zeetta牵头。其他参与者包括NCC,西门子,东芝,Telefonica,索尔维,贝克休斯,Plataine,Mativision,布里斯托大学和英格兰西部联合管理局(WECA)。国家复合材料中心将作为迄今为止英国制造业最大程度地实施5G技术的试验平台。 项目将研究三个工业5G用例,以提高复合材料设计和制造的生产率和效率。每一种都有可能为英国制造商节省数亿英镑的费用。他们是: • 使用交互式增强现实(AR)和虚拟现实(VR)来改善复合材料制造中的设计、培训和维护; • 使用网络拼接来实时跟踪跨越室内外多个工厂以及可能跨越国界的关键资产,网络拼接将成为支持此用例的关键促成技术; • 使用5G超可靠低延迟通信来监视和管理工业系统,5G支撑的工业系统将比当前网络技术所允许的响应速度更快,从而可避免制造过程中的浪费。 项目将研究在工业环境中交付5G的最具成本效益的方法。它还将研究制造业专用移动网络的新业务模型。例如,中立托管,移动运营商共享建筑物内基础设施,以提供建筑物内的全覆盖以及频谱统筹和共享,可以在专用和公用网络运营商之间共享许可和非许可频谱。 该项目于2月启动,旨在在今年9月之前产生“真实的影响”。它将一直持续到2022年3月,届时预计将在英国的各个制造工厂进行商用5G部署。该项目是文化、媒体和体育部(DCMS)正在运行的工业5G测试平台和试验计划的一部分。 DCMS大臣表示:“ 5G不仅仅是消费者获得更快、更可靠的速度。我们决心利用这项革命性技术来提高英国工业的生产率和增长。我们希望英国成为5G的世界领导者,自2017年以来,政府已在全国范围内投资了数百万美元用于开创性的试验台和试验,以实现这一目标。” NCC首席技术官补充说,5G测试平台“将展示安全性,可靠性和连通性的逐步变化,为各种规模的公司提供一个无风险的环境来评估和利用5G提供的能力”。 除其他事项外,该项目将测试Zeetta开发的用于5G网络拼接和切片的技术。网络切片定义和提供优先级、分区化和受保护的子网的能力,从而使业务和时间紧迫的系统可以在共享基础架构上运行而不会互相干扰。网络拼接允许将切片按顺序连接以扩展通信范围,提供连续不断的服务。 预计这些技术将在制造应用中发挥重要作用,尤其是在必须跨越多个地点、地理位置以及室内外环境跟踪资产的情况下。该项目将研究这些功能,以推动5G在工业领域的广泛采用。 Zeetta首席执行官解释说:“根据用户和应用程序的需求动态切分网络资源的能力是5G与以前的移动技术之间的根本区别,并且有望在提高工业生产率方面发挥变革性作用。” 。 Zeetta在软件定义网络(SDN)方面具有专业知识,它将与NetOS Rapide专用网路和多域协调器(MDO)一起使用,以动态管理5G网络,并允许在同一网络上交付各种工业应用程序和服务。 5G-Encode项目还将测试基于AI(人工智能)的工业物联网技术,该技术支持物料和资产跟踪、预测性警报和优化的建议。该技术由以色列公司Plataine开发,将使用与传感器网络集成的基于AI的数字助理,以提供物料保质期跟踪、管理和优化能力。它会自动跟踪对时间敏感的原材料,预测剩余的吧暴露时间,并为每项工作选择最合适的材料,从而最大程度地减少浪费并确保按时完成生产,同时保持产品数字线索的完全可追溯性。 此外,自动实时工具跟踪将确保生产进度不会因丢失工具而中断。基于AI的数字助理将为员工提供预测性质量警报、可执行的洞察力和实时的维护建议。 公司总裁兼首席执行官说:“自动化和优化的制造绝对是Plataine产品的核心,我们很高兴能够从事这一开创性的项目。” 国家复合材料中心是构成英国高价值制造业弹射器的七个中心之一。布里斯托尔工厂共有350多名复合材料专家,他们致力于加速采用高价值、可持续的复合材料技术,以刺激增长并增强英国该行业的能力。它为从实验室到大规模生产的新型复合材料产品的设计和开发提供数字制造技术。
  • 《增材制造》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2015-05-15
    • 增材制造 基于3D打印技术的摇滚演唱会 上周,黑色安息日摇滚乐队在法兰克福的表演带给德国摇滚歌手极大震撼,就在同一时间,另一支乐队也在法兰克福会展中心的一个大型会堂里准备自己的演出设备。实际上,这支乐队在此之前还没有接触过自己要演奏的乐器;这是因为他们所使用的乐器是在演出前一天才用3D打印机打印出来。 当时,欧洲模具展也在法兰克福会展中心举行,该展会是一个全球性展会,为来自世界各地的模具制造、机床制造和准备开设工厂的工程师提供了一个交流平台。欧盟模具展已经举办了20年,不仅展出传统生产技术设备,如焊接、机械加工和注朔成型技术设备,新近出现的3D打印技术设备也出现在了本届展会上。3D打印技术又被称为增材制造技术,是指利用添加材料的方法来制造实体物品的技术。根据欧洲模具展公布的信息,3D打印设备已经有20种不同的方式打印方式,使用的打印材料除了朔料、金属之外,越来越多的其他材料也能被用与3D打印。 大卫·阿杜·阿毗基和其他乐队成员在欧洲模具展上表演所使用的电吉他、电子琴和架子鼓都是使用3D打印技术设备打印出来的,这他们的表演最吸引人观众的地方。大卫他们的表演想人们展示了3D打印技术发展的两个重要趋势。第一个趋势:人们利用3D打印技术,不用花多少钱就能成为一个生产商。 使用3D打印机来制造乐器已经不是什么新鲜事了。此前,在位于新西兰奥克兰的梅西大学,有一个名叫奥拉夫·迪戈尔的机电一体化教授,他喜欢弹吉他,曾使用3D打印机制造了一些乐器。随着奥拉夫·迪戈尔的设计乐器的品质不断提高,奥拉夫·迪戈尔将自己制造的乐器图片发表在了自己的博客上;不久就有人联系奥拉夫·迪戈尔,表示愿意购买这些乐器。在2012年,奥拉夫·迪戈尔成了一个叫做“ODD 吉他”的公司,进行小规模地制造乐器。ODD吉他公司每一把吉他都是按照买家的要求定制,因此,每一把吉他都是独一无二的。ODD吉他公司在销售了20多把吉他后,奥拉夫·迪戈尔将销售定制3D打印吉他的业务转给了一个名叫“3D系统”的美国公司,正是3D系统公司为大卫·阿杜·阿毗基他们制造了在欧洲模具展上表演用的乐器。 “沃雷斯联盟”是一家3D打印技术行业资讯公司。在沃雷斯联盟主办的一次展会上,奥拉夫·迪戈尔声称:“销售3D打印技术制造的产品,几乎不会遇到资金危机。”3D打印机能按照买家要求打印吉他,因此,制造厂商不会有任何库存问题。此外,3D打印机电整个制造产品的过程都由电脑软件控制,如果要对产品进行修改,直接用电脑软件修改即可,无需调整价值不菲的生产设备。例如,一些吉他买家告诉奥拉夫·迪戈尔他们想要在电吉他上嵌木板,以保证吉他声音的纯正,奥拉夫·迪戈尔随即按照他们的要求进行了调整,虽然在奥拉夫·迪戈尔看来,在吉他上嵌不嵌木板,发出的声音根本没有任何区别。 第二种趋势:将传统加工技术与3D打印技术相结合。奥拉夫·迪戈尔对此解释道:“你能用3D打印机打印出所有东西,但所有东西都要用3D打印机来制造,这就有点过了。”因此,奥拉夫·迪戈尔制造的吉他、架子鼓和电子琴都使用了一些使用传统技术制造的零件和电子元件。(虽然3D打印机也能打印出电子元件。)奥拉夫·迪戈尔的想法是用当前最好的加工方法来制造乐器。奥拉夫·迪戈尔制作了一把名叫“蒸汽朋克”的电吉他,“蒸汽朋克”的内部装满了转动的齿轮;“蒸汽朋克”这种精细的结构如果使用常规机床制造,将是十分困难。 在欧洲模具展上,人们还见到了将传统技术和3D打印技术相结合的其他应用领域。德国DMG Mori Seiki公司是一家在德国和日本都有生产基地的工业机床制造商,该公司在本次欧洲模具展上,想人们展示了他们制造的融合3D打印技术和传统加工技术的混合加工技术机床原型,该机床自身能存储金属粉末,利用激光将金属粉末融化,并将融化后的液态金属一层层地焊接在一起;除了这种激光打印设备,该机床还配有多轴联动铣削头,能将工件上多余的材料去除掉,从而加工出高精度零件。 3D打印技术看起来还不错吧?大卫·阿杜·阿毗基对此已有了深刻印象,但大卫·阿杜·阿毗基认为要是对3D打印机还做一些改进,做出的乐器会更好。不论怎样,这些3D打印机打印出来的乐器足以让奥齐·奥斯本和其他黑色安息日摇滚乐队的成员大吃一惊了。