為了減輕重量,最先進的飛機采用碳纖維材料制造。生產要求將材料一層層放置在工具內或工具上。在這項工作中,激光模板取代傳統的模板校正系統。為了增加產量和質量,激光定位投影系統成為所有綜合疊合加工的首選。LAP提供先進的激光定位投影儀、軟件、硬件以及定制任何部件、應對這一挑戰的能力。
操作原理(見草圖1)
草圖1
一束通過往復偏轉反射鏡偏轉了兩個方向的激光束持續描繪CAD數據定義的外形。反射鏡的驅動器(電流計)由數字式處理器控制。如果輪廓的描繪超過約每秒20次,則可目視觀測到實質性輪廓。
為了使投影的比例準確,投影軟件通過掃描反射目標的位置進行自動校準。
如果模板太大,無法由一臺激光定位投影儀來處理,可以將多臺投影儀連接在一起進行處理。
基本配置(見草圖2)
草圖2
為了操作用于模板投影的激光系統,您需要從以下各方獲取:
系統供應商:
- 一臺或多臺激光定位投影儀
- 用于安裝激光定位投影儀的機械支撐,類似于腳手架
- 指定位置的向后反射目標
- 計算機和外圍設備
- 處理客戶CAD數據的軟件
- 附加設備(顯示器…)
客戶:
- 工具
- 工具的CAD數據(用于目標位置)
- 要投影的輪廓的CAD數據(典型:層)
性能:為了達到最佳性能,供應商和客戶之間的緊密合作至關重要。
區域:為了覆蓋一定的區域,激光定位投影儀必須能夠“查看”整個工具。最大投影角度通常是80º。如果工具太大,一臺投影儀的投影區域為法將其覆蓋,必須增加投影儀或將工具移開。要覆蓋凹形或凸形總成時,可能需要在一臺工具上使用多臺投影儀。
精確度:由于激光定位投影儀存在角度誤差,精確度與投影距離相關。典型的精確度是4m投影距離處的精確度是0.5 mm。投影精確度和校準精確度并不一致,因為一些本地因素、例如光束的表面角影響了結果。
速度:由于每臺激光定位投影儀只一束激光束,因而性能取決于要投影的形狀:總長度、復雜性、位置…。為了達到理想的投影速度,在最終布置系統之前應當對實際投影文件進行測試投影。
操作:投影軟件易于使用,提高了質量和生產率。除了基本功能之外,LAP還提供多種視角的材料層可視化、“電子材料層登記”能力、生產記錄、條形碼閱讀器、投影儀的各種工作組選擇(例如使用1X4或2X2),多任務(在一臺計算機上運行多個工作程序)、圖標投影、信息顯示等等。
安全:談到激光,許多人想到的是用于焊接和切割的高能系統(激光等級4)。用于模板工作的激光定位投影儀的功率小于5 mW(0.005 W),通常處于激光等級2M。它們對眼睛無傷害。但仍需遵守手冊中的安全預防措施。
經驗:LAP在歐洲空中客車的工廠安裝了90多套激光定位投影儀系統。由于大部分生產的詳情屬于保密內容,所以只能給出一些粗略的介紹。
對于380,LAP安裝了:
1X4激光定位投影儀系統,用于機身尾部(西班牙)
1X3激光定位投影儀系統,用于機身尾部(西班牙)
6X3激光定位投影儀系統,用于RTM(西班牙)
2X2激光定位投影儀系統,用于翼肋(西班牙)
1X6激光定位投影儀系統,用于機翼部件(也可按2X3 使用)(西班牙)
2X6激光定位投影儀系統,用于尾部(德國)
1X3激光定位投影儀系統,用于預疊層(德國)
1X2激光定位投影儀系統,用于預疊層(德國)
對于其它3XX,LAP安裝了:
5X3激光定位投影儀系統,用于尾部(德國)
對于歐洲戰斗機,LAP安裝了:
1X4激光定位投影儀系統,用于機身(德國)
1X4激光定位投影儀系統,用于預疊層(德國)
對于400 M ,LPA安裝了:
2X6激光定位投影儀系統,用于機翼(德國)
2X4激光定位投影儀系統,用于尾部(德國)
結論:使用清晰的激光線束取代機械模板具有許多優勢:完全數字化生產、模板的保存與更新、生產過程中無表面接觸、模板之間的切換時間降至最低 – 切割生產時間可以很容易地削減一增。LAP激光定位投影系統已被證明是成功的產品,應用于航空工業中碳纖維部件的裝配。其它采用類似步驟的行業也將從這些優勢中受益。