复合材料的质控软件
时间:2005-07-05
目前很多合成设计、处理和质量控制的软件都对过程质量控制提出了大胆的预测。有些新产品真的可以实现对过程的完全控制，它可以在部件成形前对复合物承压强度进行分析，最优化预浸料坯，控制真空灌输模块以及检验纤维方向，并且区分断裂的成因是来自于纤维还是交联树脂。
Puck Criterion标准
德国亚琛大学的塑料工程学院（IKV）首先设计出利用Puck Criterion标准来分析合成物质的承压强度的软件。强度分析非常复杂，因为纤维和交联树脂的压力曲线完全不同。
Puck Criterion分析模式是最早对复合聚合物中的纤维强度单独进行分析，并且计算其裂缝倾角的程序。这样可以让设计者通过改变纤维方向来改进弱点。在这之前Tsai/Wu Criterion是传统的分析模式，但是它不能对纤维和交联树脂进行区分。IKV在18个月以前推出的这套名为Compositor的软件以Microsoft的Excel作为模板，售价仅为1000美元出头，并且包括两天的培训课程。
商业软件公司也同样应用了Puck Criterion。位于比利时Zaventem的Material SA公司于去年推出了一款名为Composite Star的相似软件。它同样用于分析复合聚合物的承压强度和碾压硬度，并且可以对不同厚度的断裂点进行预测，同时找到断裂的原因，是出自纤维还是交联聚合物，甚至可以对引起断裂力量类型进行分析，例如分析是挤压力还是剪力。更重要的是，它可以帮助用户分析这样的断裂是危险的还是无大碍的。
纤维定向分析
去年，MSC.Nastran和MSC.Patran这两款有限元软件的设计者MSC.软件公司又推出了一款新的软件，并认为这是市场上唯一的一款随机性软件。这意味着可以任意改变复合物的厚度以及角度，更接近真实表现，其它的软件在同一时间只能改变其中一个参数。这款软件还包括一个“决策树”结构，可以指出这些变化里面哪一个更加重要。
这个月，Vistagy公司宣布了一个重大的升级：FiberSIM软件的5.0升级版本允许工程师设计复合物并且计算他们的加工制造性能，同时显示预浸料坯的压力曲线，在哪个接口和缺口插入可以避免皱褶。5.0升级版本是第一个无论何处都可以创造“变化的碾压表面偏移” （"variable laminate surface offsets"）的软件，Vistagy说，这意味着它可以自动计算每一层的变化，而以前的工程师必须一层层的单独计算，或者使用同一个偏移。
VIP & RTM模拟
成立7年的荷兰Palyworx公司最近公布了PTM-Worx软件，该软件可以模拟树脂在RTM中的流动以及真空挤灌过程。它模拟了树脂在较大空间，例如船体中的流动，计算纤维各个方向的不同效果，结构层的渗透性，以及重力对树脂流动的影响。它可以准确预测树脂在传输带和真空灌输线中的表现，同样可以预测到底需要多少树脂。
特拉华洲立大学的复合材料中心推出了他们开发的SMARTMolding软件和硬件，用于控制包括很多条灌输线和很大的灌输空间的SCRIMP真空灌输过程。这个新的软件号称是唯一一个可以在合适的时间，合适的命令下打开和关闭灌输线的软件。通常情况下灌输线的开关都是手工操作的，但是因为灌输时各个层面的流速不同，用眼睛常常不能够准确判断。
SMARTmolding 使灌输过程自动化，让它更加具有可重复性，过程包括：检查真空袋的裂缝，鉴定结构插入物的条形码，检验树脂的混合度，控制灌输，并且指导操作者正确步骤。硬件部分包括电子管，流量和真空传感器以及PLC触摸控制屏。软件和硬件的总价约为14万美元。
高科技的质量控制
去年推出的Assenbly Guidance系统是一套半自动的聚合物鉴定装置（APV），它被称为高精度手动定位观察仪或HAMPI。它使用摄像机来观察纤维的最上一层，同时有其它摄像机观察下面，检验纤维方向并且生成观察记录。HAMPI一般和公司的激光检测系统一起使用，这样就不需要实物的模板来布置板层。某个操作者点击激光检测器来进行精细控制，三个激光点会出现在上面。然后操作者将HAMPI移动到三个激光点上面，并且拍照。这些点帮助排列这些照片，确定纤维正确的方向。HAMPI的价格大约为5万美元，如果要加上手动单元需要再加2万美元
