一种复合材料预浸料的投影和铺贴方法与流程

本发明属于树脂基复合材料成型技术领域，涉及一种复合材料预浸料的投影和铺贴方法。

背景技术：

复合材料由于其高比强度、高比模量、可设计性和抗疲劳等一系列特点，在航空领域得到广泛使用。在复合材料制造过程中，预浸料铺贴是一个基本工序。目前复合材料制造过程中的铺贴工序已从样板辅助下的下料、手工铺贴，发展到自动下料机下料、激光投影辅助下的手工铺贴，其基本流程是自动下料机下料，激光投影仪投射出预浸料的轮廓，按照激光投影线轮廓进行预浸料铺贴。

随着复合材料制件的尺寸大型化和复杂化，自动化下料的料片的数量增加，导致挑选料片的时间增加，影响铺贴效率；有些预浸料料片的形状相似，导致预浸料铺贴错误时有发生，导致出现质量问题。

本发明的目的是提出一种复合材料预浸料的投影和铺贴方法，提高铺贴效率和铺贴准确率，保证复合材料制件质量，降低制造成本。

本发明的技术解决方案是：

(1)在计算机上用复合材料铺层软件按设计规则将每一铺层分成不同的预浸料铺层块，给每一预浸料铺层块定义唯一的预浸料铺层块名称；

(2)在计算机上用复合材料铺层软件生成下料文件，用与自动下料机兼容的计算机辅助设计软件给每一预浸料铺层块的自动下料文件上加上唯一的预浸料铺层块标识；

(3)在计算机上用复合材料投影生成软件给每一预浸料铺层块生成激光投影文件，并在投影文件中添加与上述自动下料文件相同的预浸料铺层块标识；

(4)将步骤2所述的自动下料文件导入预浸料自动下料机，自动下料机将预浸料自动下料，并在预浸料铺层块衬纸上标出预浸料铺层块标识；

(5)将步骤3所述的激光投影文件导入激光投影仪，激光投影仪在预浸料铺贴模具上进行激光投影，投影出预浸料铺层块的轮廓和标识；

(6)按照步骤5投影出的预浸料铺层块标识，找出相应标识的预浸料铺层块，按投影线进行铺贴，直至完成全部预浸料铺层块的铺贴。

激光投影文件中预浸料铺层块标识的方向与自动下料文件中预浸料铺层块标识的方向一致。

激光投影文件中预浸料铺层块标识的大小与自动下料文件中预浸料铺层块标识的大小一致。

激光投影文件中预浸料铺层块标识的位置与自动下料文件中预浸料铺层块标识的位置一致。

本发明具有的优点和有益效果，本发明在复合材料预浸料的铺贴时，激光投影仪不仅投射出常规的预浸料轮廓，还投射出预浸料铺层块标识；激光投影仪投射的预浸料铺层块标识的方向、大小和位置与预浸料铺层块的标识的方向、大小和位置是一致的。铺贴人员在铺贴时，只要按照激光投影仪投射的预浸料铺层块的标识，挑选预浸料铺层块即可，避免拿错预浸料铺层块，保证了预浸料铺层块的正确挑选，提高了铺贴效率，实现了铺贴工作的“傻瓜化”操作。在实际操作中，铺贴的准确率达到100％，铺贴周期缩短了20％～60％。

附图说明

图1是原始的预浸料铺层示意图；

图2是按预浸料宽度分切后的预浸料铺层块示意图；

图3是自动下料的、带标识的预浸料铺层块示意图；

图4是激光投影仪投射出的带标识的预浸料铺层块轮廓示意图。

具体实施方式

(1)在计算机上用复合材料铺层软件(如：CATIA的Composites Design模块、FiberSIM)按设计规则将每一铺层分成不同的预浸料铺层块，给每一预浸料铺层块定义唯一的预浸料铺层块名称；

(2)在计算机上用复合材料铺层软件(如：CATIA的Composites Design模块、FiberSIM)生成下料文件，用与自动下料机兼容的计算机辅助设计软件(如：AutoCAD)给每一预浸料铺层块的下料文件上加上唯一的预浸料铺层块标识；

(3)在计算机上用复合材料投影生成软件(如：TruLASER、FiberSIM)给每一预浸料铺层块生成激光投影文件，并在激光投影文件中添加与上述自动下料文件相同的预浸料铺层块标识；激光投影文件中预浸料铺层块标识的大小、方向和位置和自动下料文件中的标识是一致的；

(4)将步骤2所述的自动下料文件导入预浸料自动下料机(如：GEBER cutter、爱科下料机)，自动下料机进行预浸料的自动下料，并在预浸料铺层块衬纸上标出预浸料铺层块标识；

(5)将步骤3所述的激光投影文件导入激光投影仪(如：Virtek激光投影仪、LAP投影仪)，激光投影仪在预浸料铺贴模具上进行激光投影，投影出预浸料铺层块的轮廓和标识；

(6)按照步骤5投影出的预浸料铺层块标识，找出相应标识的预浸料铺层块，按投影线进行铺贴，直至完成全部预浸料铺层块的铺贴。

实施例

某复合材料制件尺寸约为3800mm*600mm，其中由30层厚0.25mm的预浸料CCF300/BA9916-II铺贴而成。由于预浸料铺层块较多，挑选时间较长，而且容易拿错，影响复合材料制件质量和制造效率。按本发明的方法实施，保证了铺贴的准确，铺贴周期缩短了30％，保证了复合材料制件质量。按本发明的实施为：

(1)图1所示的是需要铺贴的30层中的某一层1，其长度约为3800mm，宽度约为600mm，其角度为90度。由于其长度3800mm大于预浸料的幅宽1000mm，在计算机上用CATIA软件的Composites Design模块将其分割成4块，如图2所示；

(2)在计算机上用CATIA软件的Composites Design模块生成自动下料文件，用AutoCAD 2007给4个预浸料铺层块加上标识3，分别为8-4-1、8-4-2、8-4-3和8-4-4，标识3字体的大小为90号，字体方向与坐标系X轴方向一致，标识位于预浸料铺层块中间，如图3所示；

(3)在计算机上用TruLASER软件模块生成激光投影文件；打开激光投影文件，在激光投影文件中添加预浸料铺层块8-4-1、预浸料铺层块8-4-2、预浸料铺层块8-4-3和预浸料铺层块8-4-4标识的大小、方向和位置信息，其预浸料铺层块标识的大小、方向和位置和自动下料文件中预浸料铺层块的标识是一致的；

(4)将步骤2所述的自动下料文件导入GERBER cutter预浸料自动下料机(美国Gerber Technology)，GERBER预浸料自动下料机进行预浸料自动下料，并在预浸料铺层块衬纸上标出预浸料铺层块标识8-4-1、8-4-2、8-4-3和8-4-4；

(5)在预浸料铺贴模具上用Virtek激光投影仪5的投影软件Virtek LaserEdge投射出铺层的边界6和预浸料铺层块标识3，如图4所示；

(6)按照步骤5投影出的预浸料铺层块标识8-4-1，找出相应标识的预浸料铺层块，按投影线进行铺贴，直至完成预浸料铺层块8-4-2、预浸料铺层块8-4-3和预浸料铺层块8-4-4的铺贴。