Общая характеристика проекта

Разработка цифрового раскройщика многослойных нетканых материалов с одновременной заваркой контуров экранно-вакуумных термоизоляционных слоев, используемых,  в основном, для тепловой защиты трубопроводов и коммутационных устройств в системах преобразования газов в жидкое и твердое состояние (азотных и гелиевых температур).

Проблема

В последнее время ЭВТИ (экранно-вакуумная теплоизоляция) разработанная для теплоизоляции систем криогенной техники стала входить как инновационный МЕТА материал, предназначенный для ограничения притоков тепла от излучения там, где существует большая разница температур между изолируемой системой и окружающей средой. Разработчики современных систем, построенных на базе передовых ЭВТИ столкнулись с проблемой фигурного раскроя и одновременной заваркой контуров слоев (количество нано структурированных слоев может доходить до 40) без смещения углового положения одного слоя относительно другого. Проблема раскроя материала - это проблема раскроя кусков стандартного размера выбранного материала на куски заданных размеров с минимизацией потерь материала. Это проблема оптимизации в математике, которая возникает из приложений в промышленности. 

Решение

Для решения этой проблемы разрабатывается предлагаемое устройство для  раскроя многослойный нетканых материалов с возможностью одновременной заварки контуров экранно-вакуумных термоизоляционных слоев, для исключения сдвига одного слоя относительно другого(их). Данное устройство позволяет автоматизировать процесс раскройки и одновременной сварки контуров экранно-вакуумных теплоизоляционных материалов, используемых в космической и криогенной технике, повышение качества изделий и скорость их изготовления. Основным преимуществом именно лазерной сварки является то, что при таком воздействии формируется соединение с высокой плотностью на атомном уровне, при этом традиционные дефекты, такие как пористость, нарощеная толщина шва и т.п. отсутствуют полностью.

Данная технология раскройки материала позволяет оптимально использовать дорогостоящий материал, минимизировать его расход за счёт точности раскроя и, как следствие, приводит к уменьшению брака на выходе.

Автоматизация процесса раскройки и одновременной сварки и прокатывания контуров экранно-вакуумных теплоизоляционных материалов для придания им большей прочности и недопускания смещения углового положения слоев относительно друг друга.

Описание технологии

Используемая технология  – лазерная цифровая раскройка многослойных нетканых материалов с одновременной заваркой контуров экранно-вакуумных термоизоляционных слоев. Оригинальная конструкция цифрового раскройщика содержит раскройно-заварочную головку из двух лазеров (резки и заварки) и валика усиления герметизации слоев ЭВТИ. Применение такого вида раскроя материалов будет производиться с использование станка с ЧПУ, программа для работы станка также  разрабатывается.

Описание продукта

В настоящее время создан макет устройства. Приобретены шаговые двигатели, схемы управления шаговыми двигателями, изготовлены стойки и система перемещения лазерных головок по координатам XYZ, контроллер управления, программное обеспечение. Диаметр режущего лазера в фокусе – 0.5 мм, диаметр лазера следующего за ним в фокусе -3 мм, ширина прижимного ролика – 3 мм. В зависимости от требований к глубине резке и ширине заварочного шва диаметры могут изменяться как в большую, так и меньшею сторону.
Для завершения работы:

-  необходимы   лазер для резки материала, лазер для заварки и герметизации краев материала,

-  необходимо осуществить доработку программного обеспечения, 

- необходимо отработать режимы резания и заварки длины волн работы лазеров и их оптимальные мощности.

Потребители

1.Крупные газовые компании, которые занимаются добычей, хранением и транспортировкой природного газа
2.Средний и малый предприниматель этой сферы деятельности

На страницу проекта