激光铺丝机器人

热塑复材高速成型

模块化设计的激光辅助自动铺丝机器人可同时处理单向带与编织物，并通过独立调节激光功率和压紧力改善层间韧性与翘曲控制。

Zhang, Zheng · Sheng, Wang · Yonglong, Ma · 潘柏松 · 孙明 · Guang, Zhang · Chai, Hao · 李吉泉 · 姜少飞

Composites Part B: Engineering 2024

参数信息

激光功率

275–400 W

压紧力

150–400 N

技术优势

韧性超过热压罐

楔形剥离测试显示激光辅助层合板的韧性优于热压罐工艺，层间结合更强，不容易分层。

翘曲更小

加入编织材料并提高模具温度可有效减少层合板翘曲，成形精度更高，后续校形工作量减少。

参数独立可调

激光功率和压紧力分别独立调节，可针对不同材料组合优化工艺窗口，而无需重新设计铺丝头。

应用场景

• 复合材料增材制造：替代传统热压罐工艺，直接增材制造热塑性复材构件，缩短固化周期并提高层间韧性。
• 机器人制造：将铺丝头安装到工业机器人上，实现复杂曲面自动铺放，无需专用铺丝机床，提高生产柔性。
• 自动铺放：用机器人自动铺放代替手工铺层，避免人为误差，并可通过工艺参数控制层间性能。
• 热塑性结构复材：针对 GF/PP 等热塑性体系实现原位固结，无需热压罐后固化，缩短生产周期并提高韧性。