復合材料的質控軟件
時間:2005-07-05
目前很多合成設計、處理和質量控制的軟件都對過程質量控制提出了大膽的預測。有些新產品真的可以實現對過程的完全控制，它可以在部件成形前對復合物承壓強度進行分析，最優化預浸料坯，控制真空灌輸模塊以及檢驗纖維方向，并且區分斷裂的成因是來自于纖維還是交聯樹脂。
Puck Criterion標準
德國亞琛大學的塑料工程學院（IKV）首先設計出利用Puck Criterion標準來分析合成物質的承壓強度的軟件。強度分析非常復雜，因為纖維和交聯樹脂的壓力曲線完全不同。
Puck Criterion分析模式是最早對復合聚合物中的纖維強度單獨進行分析，并且計算其裂縫傾角的程序。這樣可以讓設計者通過改變纖維方向來改進弱點。在這之前Tsai/Wu Criterion是傳統的分析模式，但是它不能對纖維和交聯樹脂進行區分。IKV在18個月以前推出的這套名為Compositor的軟件以Microsoft的Excel作為模板，售價僅為1000美元出頭，并且包括兩天的培訓課程。
商業軟件公司也同樣應用了Puck Criterion。位于比利時Zaventem的Material SA公司于去年推出了一款名為Composite Star的相似軟件。它同樣用于分析復合聚合物的承壓強度和碾壓硬度，并且可以對不同厚度的斷裂點進行預測，同時找到斷裂的原因，是出自纖維還是交聯聚合物，甚至可以對引起斷裂力量類型進行分析，例如分析是擠壓力還是剪力。更重要的是，它可以幫助用戶分析這樣的斷裂是危險的還是無大礙的。
纖維定向分析
去年，MSC.Nastran和MSC.Patran這兩款有限元軟件的設計者MSC.軟件公司又推出了一款新的軟件，并認為這是市場上唯一的一款隨機性軟件。這意味著可以任意改變復合物的厚度以及角度，更接近真實表現，其它的軟件在同一時間只能改變其中一個參數。這款軟件還包括一個“決策樹”結構，可以指出這些變化里面哪一個更加重要。
這個月，Vistagy公司宣布了一個重大的升級：FiberSIM軟件的5.0升級版本允許工程師設計復合物并且計算他們的加工制造性能，同時顯示預浸料坯的壓力曲線，在哪個接口和缺口插入可以避免皺褶。5.0升級版本是第一個無論何處都可以創造“變化的碾壓表面偏移” （"variable laminate surface offsets"）的軟件，Vistagy說，這意味著它可以自動計算每一層的變化，而以前的工程師必須一層層的單獨計算，或者使用同一個偏移。
VIP & RTM模擬
成立7年的荷蘭Palyworx公司最近公布了PTM-Worx軟件，該軟件可以模擬樹脂在RTM中的流動以及真空擠灌過程。它模擬了樹脂在較大空間，例如船體中的流動，計算纖維各個方向的不同效果，結構層的滲透性，以及重力對樹脂流動的影響。它可以準確預測樹脂在傳輸帶和真空灌輸線中的表現，同樣可以預測到底需要多少樹脂。
特拉華洲立大學的復合材料中心推出了他們開發的SMARTMolding軟件和硬件，用于控制包括很多條灌輸線和很大的灌輸空間的SCRIMP真空灌輸過程。這個新的軟件號稱是唯一一個可以在合適的時間，合適的命令下打開和關閉灌輸線的軟件。通常情況下灌輸線的開關都是手工操作的，但是因為灌輸時各個層面的流速不同，用眼睛常常不能夠準確判斷。
SMARTmolding 使灌輸過程自動化，讓它更加具有可重復性，過程包括：檢查真空袋的裂縫，鑒定結構插入物的條形碼，檢驗樹脂的混合度，控制灌輸，并且指導操作者正確步驟。硬件部分包括電子管，流量和真空傳感器以及PLC觸摸控制屏。軟件和硬件的總價約為14萬美元。
高科技的質量控制
去年推出的Assenbly Guidance系統是一套半自動的聚合物鑒定裝置（APV），它被稱為高精度手動定位觀察儀或HAMPI。它使用攝像機來觀察纖維的最上一層，同時有其它攝像機觀察下面，檢驗纖維方向并且生成觀察記錄。HAMPI一般和公司的激光檢測系統一起使用，這樣就不需要實物的模板來布置板層。某個操作者點擊激光檢測器來進行精細控制，三個激光點會出現在上面。然后操作者將HAMPI移動到三個激光點上面，并且拍照。這些點幫助排列這些照片，確定纖維正確的方向。HAMPI的價格大約為5萬美元，如果要加上手動單元需要再加2萬美元
