Конечной целью является получение пакета листов, плоских или профильных, на управляемых посредством числовых команд машинах с лентоукладочными головками, которые могут равно­мерно и последовательно наносить слой за слоем по заданной программе без вмешательства человека. В действительности, можно себе представить, что несколько машин могут управляться с одного пульта одним оператором. Это позволит получать высококаче­ственные, одинаково отделанные изделия с высокой степенью воспроизводимости и надежности при минимально возможных затратах на рабочую силу.

Однако несколько независимых попыток в этом направлении пока не увенчались успехом вследствие несовместимости приме­няемых типов лент. Основной проблемой по-прежнему остается регулирование зазора и нахлеста. Для ее решения с различным успехом разрабатывается несколько различных направлений. Наибольшего прогресса добились два проекта, субсидируемых ВВС США. В одном из них главное внимание уделяется механиче­ским устройствам и приборам для контроля качества работы лен -

Тоукладочной головки, на которой используется существующая лента шириной 76 мм.

Второй проект основан на применении лентоукладочной го­ловки современного уровня. Он позволяет формулировать тре­бования к качеству ленты, что обеспечит возможность получения композиционного материала нужного качества. Проблема регу­лировки зазора и нахлеста волокна с особой силой проявляется при использовании более жесткого борного волокна большего диаметра: 0,102 и 0,142 мм. При применении очень тонкого во­локна (0,0102 мм) и легко изгибаемого углеродного волокна допу­скается некоторый нахлест волокон, не ухудшающий свойств композиционного материала. Рис. 18.3 и 18.4 дают некоторое пред­ставление об этой программе.

Две развивающиеся производственные программы основаны на использовании полностью автоматизированных процессов укладки для получения деталей из композиционных материалов: панелей обшивки стабилизаторов и крыльев самолетов «Груммэн F14» и «Уорт Fill». 264

Рис, 18.4. Автоматическая укладка плоских листов

Типичная автоматизированная трехосная лентоукладочная ма­шина первого поколения имела формующую поверхность 1830 X X 2032 мм, систему контроля по трем осям координат, головку с вертикальным перемещением под действием пневматического привода на расстояние 254 мм, максимальную скорость укладки борного волокна диаметром 0,102 и 0,142 мм соответственно 0,907 и 1,134 кг/ч при средней производительности 0,6 кг/ч. Бумага, которая использовалась в качестве подложки для ленты борного волокна, имела перфорации по краям, что позволило подавать ленту как кинопленку.

Пятиосная машина второго поколения, в которой использованы все современные достижения автоматизации технологического про­цесса, имеет следующие особенности.

Площадь формующей поверхности 1829X9144 мм.

Система управления — ручная, полуавтоматизированная и автоматизирован­ная пятикоординатная:

Ось X — максимальная скорость продольного перемещения 18,3 м/мин;

Ось Y— максимальная скорость поперечного перемещения 18,3 м/мин;

Ось С — поворот головки на +180°;

Ось D — поворот режущего устройства на ±60°;

Ось Р— скорость перемещения ленты 1 м/мин.

Вертикальное перемещение головки под действием пневматического привода 178 мм.

Пневматический рабочий стол выдерживает нагрузки (от оснастки) 1 кПа. Режущее устройство способно работать при любых скоростях укладки ленты.

18.2. Длина (линейная плотность) отрезков ленты шириной 76 мм и массой 1 кг

Удельная длина, м/кр

Углеродное волокно Борное волокно диаметром 0,102 мм Борное волокно диаметром 0,142 мм Органические волокна

Максимальная скорость укладки борного волокна диаметром 0,102 и 0,142 мм — соответственно 16,33 и 20,41 кг/ч.

Средняя производительность при работе с борным волокном диаметром 0,102 и 0,142 мм — соответственно 5,90 и 7,26 кг/ч.

В настоящее время разрабатываются усовершенствованные автоматизированные лентоукладочные машины. В табл. 18.2 приведены примерные значения длины отрезков лент шириной 76 мм и массой 1 кг из волокна разных типов.

Специалисты, применяющие машинную технологию укладки материала, приходят к выводу, что можно обойтись без рассмотрен­ных выше шаблонов для слоев, запрограммировав машину на автоматическую укладку требуемого количества слоев лент с за­данной ориентацией каждого из них. Стадии подготовки и отверж­дения пакета листов, полученных машинной укладкой, не отли­чаются от соответствующих операций при ручной послойной укладке.