从北京威瑞亚太碳纤维机织生产线看设备研发思路

　　由于碳纤维复合材料密度低、刚性好、强度高、耐高温、抗腐蚀、耐化学辐射等良好特性，目前已经被广泛应用于飞机和汽车制造、体育休闲用品、碳纤维加固建筑结构、风力发电机等领域。但是从碳纤维原料到成品，要经过整经、涂料涂层、织造等多个环节来完成，其中，碳纤维编织就是从原料到中间制品过程中一个必不可少的工艺过程，其对整经机机械加工能力和工艺流程的要求非常高。

　　北京威瑞亚太科技有限公司从初期的纺织机电设备进出口代理销售公司逐渐转型发展为生产、开发、技术支持、销售、服务于一体的综合性公司，目前公司主要业务是碳纤维设备、织物的开发生产，不仅代理销售欧洲的纺织机械产品，而且通过建立合资企业，使世界一流水平的设备或装置在中国生产。公司联合江苏常州瑞赛公司、常州苏泰和常州帝威三家企业研发的碳纤维机织生产线，其系统设备都有独特之处，生产出的中间制品——碳纤维织物得到用户和市场的认可。

　　独特的工艺生产流程

　　作为生产原料的碳纤维，在纺丝后经过筒子架分离，然后进入浸胶工艺，接下来是涂料工艺，之后形成中间制成品，其间每一道工序都必不可少。碳纤维可以进行机织形成平纹织物，可以进行针织形成锥形织物，也可以形成多轴向织物，还可以织成其他多种形状，可以根据用户最终制品的要求而定。不论是这一生产流程中的哪种工艺，目前还都正在不断改进、提高之中。

　　威瑞亚太这套碳纤维织物机织生产线可以说是独立自主研发生产，适应多种高档碳纤织物，是根据国内客户的需求，量身打造的具有国内特色的碳纤成套工艺装备。这条工艺生产线中，不得不提的是TEXMER RC型重型筒子架和DW1型刚性剑杆织机。TEXMER RC型重型筒子架可以容纳几百只重量5~10公斤的碳纤维筒子，采用FB型经纱拖引装置，直接连接织机织造。DW1型刚性剑杆织机是利用刚性剑杆织机纬向系统和传动结构的基础优势，使其变成适合碳纤织物专用的织造系统。针对碳纤维基本上没有弹性的特点，在织造过程中采用RF型无捻送纬装置。织物成形后，配有机外中心卷绕装置。在整个织造工艺过程中，为适应碳纤维织物的特点，还配有特殊的生产装置。

　　公司织造出来的成品——碳纤维单向布、碳纤维双向布、碳纤维芳纶混织布，在境内外的复合材料展会上深得用户青睐。

　　威瑞亚太公司在研究碳纤维编织工艺技术的同时，又结合编织工艺技术，研发了相应的成套工艺技术装备、碳纤织物的预浸材料，力求设备与工艺同步发展。公司经理王至昶说，市场有需求，同时，公司建有生产和试验碳纤织物的生产基地，不断改进生产加工制造装备的手段，所以，最终能生产出得到用户认可的中间产品，然后客户根据自身需要，生产出适用于飞机制造、体育器材、建筑加固结构、风力发电等领域的终端产品。

　　系统创新满足生产要求

　　与传统的纤维相比，碳纤维有它固有的特点，在织造过程中有许多微妙的关键工艺技术问题。

　　在生产流程中的各个环节里，以下几个关键工艺技术都在实践过程中进行不断完善提高。RC6型筒子架里有单丝放丝控制系统，包括经纱张力控制的伺服系统、张力检测系统、张力设置与操作系统以及导丝及收缩系统。单重5~6公斤的纤维筒子不可能用手工搬运操作，要配有机械手，还有换纱和接头的处理技术以及整机的控制系统等。在RC3/CAW型单向碳纤维预浸胶的张力控制中，有张力及张力设置的显示与控制问题。要使张力一致性控制在±15%的范围以内，需要设定松纱补偿装置，同时还要尽量减少纱线毛羽的增加。还要改进筒子纱在运行中的制动装置、消除静电以及断头显示检测，以及整机前后动作一致的伺服控制系统。

　　碳纤维的织造工艺技术与传统的工艺技术截然不同。公司在原有刚型剑杆织机结构的基础上，结合织造不同品种规格的碳纤织物，织机的一些系统需要改造，包括改进经向、纬向结构和拖引装置，保证经纱张力的均匀，纬纱平直不弯曲。另外，无捻供纬和引纬、打纬系统、机上配用的自动清洁装置都需要进一步改进。织机改进的最终目的就是达到碳纤维织物表面平整，纱与纱之间均匀，织物毛羽少，布边平整。

　　在碳纤维预浸料生产工艺中，展丝技术也是关键点，制胶片剂的调配，轧辊的设计结构、制造和使用过程中的压力调节与控制，加热工艺技术与温度的调控，此外还有收卷机构，分切和复卷机构的配合。从筒子架原丝开始，到织物成型后卷曲的全过程，除了机械操作、控制和检测之外，还有适宜碳纤维织物生产所需要的客观环境相配套。

　　此外，碳纤维在编织过程中，既要有一套关键的RC3/CAM型纤维预浸胶生产线和预浸材料生产线，还要有生产线的操作控制、在线检测与控制系统，而且在生产现场，还需要有适合碳纤维织物生产的环保系统。为此，公司及其合作企业在工艺生产和系统管理工作上克服不少难题。

　　整合资源构建完整产业链条

　　在威瑞亚太公司，有专业的技术工作团队专门从事碳纤维的产品工艺技术研发和专业设备制造的研究。公司瞄准碳纤维编织市场，认为要形成产能就需要建立机械制造基地，而位于江苏常州的瑞赛公司有比较完整的整经机机械加工和装备制造能力，可以承担零部件的加工和产品总装、安装、调试工作。同样位于江苏常州的帝威复合材料公司，专门从事碳纤维织物和复合材料中间制品的研究和生产。而常州苏泰作为一个合资公司，专门从事各种筒子架的研发与生产。这种筒子架可用于多重复合材料生产领域。

　　通过市场调研以及与以上合作伙伴的密切配合，威瑞亚太公司实现了核心技术靠自主研发与实践的愿望。公司经理王至昶说，之所以投入这项工作是因为合伙企业都有一个共同的理念，就是专注于研发碳纤维的织造工艺，研究织物品种、预浸料等复合材料中间制品的工艺生产技术，形成以产品研发为先导、工艺技术为基础、复合材料和织物生产为依托的生产线，研制其成套工艺技术的装备、生产，全方位的满足用户需求。

　　“世上无难事，只怕有心人”，王至昶说，在每一个领域里，生产企业都会碰到很多难题，只要下定决心，精心钻研，困难总是可以克服的，只有拼命攻克难关，才能在行业领域有所作为站稳脚跟。

　　“有思路才有出路，有思想才会有市场”。纺织机械工业调结构、转方式，实现产业升级，也给各生产企业提出了很好的发展机遇，只有充分利用这个机遇，综合利用多方力量，资源整合达到最大化，才能乘胜而上。