奥地利应用科学研究公司Profactor联合众多合作伙伴提出了一种零缺陷生产大型复合材料部件的技术,简称为“Zaero项目”。这种技术的核心是:自动化的干纤维铺放(简称“DFP”)和自动化的干材料铺放(简称“ADMP”)叠层工艺以及随后的浸渍和固化过程监控,它利用在线监控和决策支持系统来避免终无损检测期间在部件中还存有缺陷。
关键工序的在线质量控制方法:自动化的铺层和固化
整个工艺链包括4个步骤:
► 在铺层过程中,在线质量控制系统扫描铺设的材料,对任何可能存在的质量问题提供即时反馈。当一层铺完后,如果需要,机器操作人员可以立即开始任何形式的返工;如果没问题则自动继续铺下一层,这样每铺完一层就不再需要额外的人工检查。
► 在浸渍和固化期间实行过程监控,通过集成传感器测量浸渍期间的流峰、温度和固化状态(不仅仅是在单一的位置,可沿整个传感器系统进行整体测量),这样可以对工艺进行详细分析,以便在有问题的时候随时停止进程。
► 缺陷数据被收集在“生产数据库”中,然后通过有限元方法,计算缺陷对部件机械强度的影响。这样可以在部件制造时对其进行评估,并为返工提供重要的数据支持。
►一个决策支持工具整合了上述所有的数据源,并将其与部件生产过程的逻辑模拟结合在一起。该信息将提供给操作人员,以帮助其决定不同的返工策略。
通过这些过程监控步骤,可以检测出大部分典型缺陷,如果需要就及时进行返工,从而大大降低了在生产线末端进行无损检测的压力,因为此时部件中存在的缺陷(如果有的话)会少之又少。
由此带来的主要优势是:
► 在终的无损检测期间缺陷大幅度减少,甚至达到零缺陷;
► 自动检测大幅提高了铺层效率;
► 通过传感器的直接反馈,优化了浸渍和固化工艺;
► 基于对生产部件的分析,可以作出合理的返工决策;
► 利用对部件生产过程的模拟,全面了解和掌控整个工艺过程。
这种零缺陷的生产工艺已入选2019 JEC创新奖航空航天类别决赛。