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迪皮埃Amir Salimi:《基于建模系统的叶片铺层工艺》

国际新能源网  来源:东方风力发电网  日期:2019-04-15
  2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题二:精雕细琢 巧夺天工——“智能设计、智慧制造”中, 迪皮埃复材构件(太仓)有限公司革新及技术工程经理Amir Salimi发表了题目为《基于建模系统的叶片铺层工艺》的精彩演讲。
 
  以下为演讲实录:
 

 
  非常高兴能够参加本次高峰论坛,我的报告有两个部分,首先给大家简单介绍一下迪皮埃公司,第二部分要给大家介绍的是基于建模系统的叶片铺层工艺。这个工艺可以用来优化我们的铺层流程。
 
  迪皮埃是一个年收入10亿美元的公司,在全球都有业务和分支机构,客户遍布全球,拥有超过一万名员工,有六大客户是全球四大风力公司,主要从事复合材料的生产。
 
  我们公司是从01年开始生产叶片的,1999年我们公司做了一个重大的转型,利用技术和专业来重新关注复合材料的生产。至此,20年来我们制造了超过38000片风机叶片,也在上海地区有相应的业务,这是我们在全球的足迹,在墨西哥、土耳其、中国都有生产机构,在土耳其、丹麦都有研发中心,还有一个位于印度的新的制造工厂正在建设之中。
 
  接下来给大家介绍一下中国的制造工厂,首先在太仓的工厂08年开始运营,拥有650名员工;第二个在江苏大丰,2014年投产有超过1500名员工;最后一个是在扬州,一共有八条生产线,产房面积达到78000平方米,是今年投入生产的。
 
  业务模式是基于合作的专业供应模式,专注于长期的合作关系,有稳健的工艺来让我们生产更快,更低价。鉴于时间关系,我可能讲的比较快,如果大家有兴趣的话,可以和我们沟通。
 
  第二部分是基于模型的叶片制造。这是一个新型的模型,这个模型可以用来模拟工艺过程,可以用不同的方法技术来开发,也可以在不同的流程当中进行实施。可以用于铺层、灌注、粘接和抛光。
 
  我今天主要给大家介绍铺层工艺,这张PPT大家可以看到这是我们技术的原理,传统上来说TPI不仅是做气动外形设计,同样也和客户一起工作,致力于推动生产流程的优化。生产更高质量的叶片,加快生产的速度,同时我们也要降低能源的使用,怎么实现的呢?我们专注于利用复合材料的技术,来使得我们可以朝着具体的方向前进。基于模型的铺层,可能有其他关于自动化的这些技术,今天我就给大家来介绍铺层设计,这个铺层设计在我们的控制之外,它可以是3D模型,也可以是图纸,我们只能自己开发模型。
 
  首先第一步就是要建立铺层的模型,包括工装、所有的工艺流程、几何形状,可以用于不同的平台,可以进行一些偏好设置。红色的圈就是可以帮助我们达到目标的一些点和领域,最主要的就是光学投影系统,激光投影就可以提供模型准确与否的信息,如果我们准备工作不对的话,就可能是垃圾进,垃圾出,从模型当中得到的结果没有人能够真正的了解,它的可靠性到底是什么。但是激光是我们整个流程当中非常重要的一个环节,我们可以用相同的一个激光系统来辅助生产。
 
  下一页有一些细节,更多的是给大家看一些图片,这样大家可以了解一些相关的案例,来说明我们的技术如何使用。首先一个大的挑战,就是怎么样“矫对”要用多少碳纤维,多少玻纤,它的收缩是多少,收缩就会使工装产生偏离。我们就有一种方法,是一种稳健的方法,可以积极的补偿偏离,形成准确的矫对。构建生产模型,首先要对铺层进行模拟。软件会给出我们所有需要的东西,来进行建模。
 
  这是叶根部分的图纸,左上角的图片,投影出来的这部分,可以达到非常精确的程度。如果有一个稳健的工具,来自相同的模型,用于激光投影,它可以进行投影,到这个模具当中,这样就可以识别出形成的差异,这样是不是很好呢?很多时候在谈到促进产品投向市场的时间,我们这个方法其实就可以加速。如果对准测量没办法进行的话,我们就不知道问题产生在哪里,所以要想加快就不太可能。这个东西就可以帮助得到很好的可追溯性。我们有不同类型的投影,比如说我们可以投影所有需要标注的符号。
 
  下一个是工装和工具,夹具和工具需要对它进行设计,拿到工厂进行测量,进行安装,这个时候需要花时间,有一个激光的模型使我们的形状、工装的形状可以非常接近我们所需要的尺寸,这样就可以加速我们的流程。
 
  这是传统的芯材套件,首先它的原形来自于工厂,我们有70米的叶片,有一个芯材设计,在工厂进行组装,发现零部件不搭。我们的流程就变长了,就需要设计套件,到车间生产套件,看是否匹配。什么东西都能够匹配的话当然就很好,这个几乎无法实现,总有一些零部件不匹配。而且我们还不知道到底是哪一步出错了,可能是我们的人员培训不够,培训几次以后,可以看到它的匹配性有了改进,这是一个很长的流程。使用我们这个方法,就可以看到加一个生产模型,可以通过激光系统进行“矫对”,有两种条件,第一个就是激光投影是否匹配,如果否的话,就需要去看尺寸的设定是否准。换句话说如果有偏差就可以分离出来,最后寻找原因在哪里?大家看这个激光投影,可以看到边缘在哪里,是非常复杂的一个几何形状,都可以投影出来。大多数可能都有一个方向会存在一些偏差,使用基于模型的生产制造,就可以有效的利用编织物的悬垂性。
 
  最后是质量方面,可以增强质量控制,如果没有工具,可以减少它的公差,就可以预想到我们的速度会很快。提升制造工艺是TPI技术开发的核心之一,基于模型的制造方法提供有效工具来支持风力发电叶片的制造过程。
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