AFPT 公司的新型储罐缠绕头（VWH）与多预浸带铺放头（MTLH）相结合，高速、高质量制造储氢罐。

圆顶钢筋。

对压力容器的需求越来越大，尤其是用于储存氢 气的压力容器，其中许多是复合材料的。有两种技术特别适合开发热塑性复合材料压力容器：预浸带缠绕和预浸带铺放（自动铺丝-AFP）。AFPT（德国 Dörth）开发了一种新的激光辅助绕带（LATW- laserassisted tape winding）头，虽然通常是单独的工艺，但它可 以同时提供这两种功能。 据该公司介绍，预浸带缠绕和预浸预浸带放置的结合提供了几种新的可能性：

• 压力容器圆顶的局部加固能够减少圆柱形部分 的壁厚。这将减少预浸带的消耗、制造时间和容器的重量。
• 在不使用衬管的情况下生产压力容器（V 型）。金属工具可以用来建造带有局部加固的 容器的两个半壳。脱模后，将两半焊接在一 起，并通过预浸带缠绕进行加固。
• 优化的工艺链/工艺流程。添加了即时和即时剪 切功能，使用户可以自动停止和启动流程。这可以节省启动和预浸带交换的时间，从而减少 制造时间和劳动力成本。

然而，将缠绕和铺放结合在一个工具中是具有挑 战性的，因为必须同时满足几个要求。例如，缠绕/铺 放头必须非常紧凑和狭窄，以避免头和缠绕轴之间的碰撞。需要高生产率，即高激光功率，以便能够在>60米/分钟的卷绕速度和>25米/分钟在飞和在动态和动态切割（on-the-fly and cut-on-the-fly）下使用非常长、相对 宽和厚的带。此外，有必要考虑机器人/运动学系统在高卷绕速度下的编程和实际运动之间的偏差补偿（偏差以及位置和速度）、具有有限维护间隔的稳健工业设计以及更复杂的卷绕和放置程序的离线编程等因素。

AFPT表示，其两个经过验证的概念已经成功满足 了所有这些要求：具有多预浸带铺放头（MTLH-multiple tape laying head）的容器缠绕头（VWH-vessel winding head）。该机器概念还包括一个外部预浸带供应器，允许使用重量高达100公斤的煎饼或横向卷轴。新的机器概念适 合研发，并且可以使用更快的CNC运动学系统进行批量生产。 AFPT 还开发了自己的编程软件，用于生成用于缠绕和加固的测地线和非测地线路径。

AFPT的联合创始人兼联合董事总经理Coert Kok表示： “激光辅助绕带（LATW- laser-assisted tape winding）头在预浸带缠绕和预浸带放置方面的改进力，使探索 各种新型罐式和罐式设计成为可能。 ” 。

注：原文见，《 AFPT combines tape winding, placement into one tool 》 2023．9．14

杨超凡 2023.10.15

激光缠绕/焊接将帮助为期三年的项目开发基于集装箱的低温液氢跨行业运输/供应装置，旨在通过演示器制造和测试实现TRL5。

LeiWaCo 项目合作伙伴公司缠绕热塑性复合材料储罐

图片来源：LeiWaCo（左上）和 AFPT（右下）。

AFPT（德国 Dörth）是自动铺丝（AFP）、激光辅助预浸带缠绕（LATW-）和焊接设备和技术的供应 商，正在参与由德国政府资 助、空中客车公司复合材料技术中心（CTC，德国斯塔德）领导的为期三年的LeiWaCo项目。

LeiWaCo项目始于 2022 年 11 月，旨在帮助航空 和其他运输应用中用作液氢（LH2）罐的热塑性复合材 料压力容器的经济批量生产。德国财团的合作伙伴包括：

• AFPT（Dörth）
• ARGO ANLEG（威塞尔）
• CompriseTec（汉堡）
• CTC 复合材料技术中心（Stade）
• DLR–Insitut SY（Stade）
• DLR–研究所 RY（不来梅）
• eCap Marine（汉堡）
• 不来梅学院（FIBRE，不来梅）
• 西北大学（FHNW，Münchenstein，瑞士）
• IDVA（布雷斯高河畔弗赖堡）
• Schunk（Lauffen am Neckar）
• Suprem（Yverdon les Bains，瑞士）
• Teijin Carbon Europe（伍珀塔尔）

 

LeiWaCo 项目描述

在enArgus.de的项目描述中，LeiWaCo将开发一 种由纤维增强复合材料制成的具有成本效益和高强度 的轻型储罐，用于储存LH2，目的是将其以集装箱运输和供应单元的形式用于新的跨行业物流解决方案。

该项目的跨行业联盟也在考虑将已开发的储罐技 术应用于航空、海运、公路和铁路运输。

主要挑战之一是LH2必须在低温下储存，以防止在-253°C的沸点下蒸发成气体。这一挑战的一部分是 对非常小的H2分子的渗透提供足够的阻力，这是一个关键的性能要求，由于所需的低温，材料中的热诱导微裂纹可能会削弱这一要求。LeiWaCo项目旨在通过 一种新的方法来防止这种情况：将热塑性材料的使用与薄膜技术的应用相结合。为此，该项目将开发新的 设计和计算方法、新的半成品和材料测试以及相应的制造技术和测试方法。

LeiWaCo项目合作伙伴公司

LeiWaCo项目将包括整个价值链，并使用演示器验 证其技术，演示器将在代表运营环境的设置中进行测试， 以证明基本技术要素。这对应于TRL 5的技术准备水平，并将包括热塑性复合材料LH2压力容器的适当生产技术和测试方法。

AFPT 捐款

AFPT 参与了许多行业项目，包括用于LATW的集成质量检测的 TopTape、用于大型客机的Clean Sky Sonaca机翼襟翼、用于重复使用/回收丝束的Maremo、 用于增材层制造（ALM-additive layer manufacturing）的Comet、 用于金属与热塑性复合材料的3D连接的 COMMION等。

AFPT创始人兼董事总经理之一 Patrick Kölzer 表 示： “AFPT 开发的激光焊接技术提供了热塑性复合材 料的精确加工，确保了高质量和高效率的生产。 ” 。 “通过将我们的技术与轻量化行业的其他领先技术相结合， LeiWaCo 项目将实现氢罐的经济批量生产，这对能源转 型和实现可持续发展目标至关重要。我们很自豪能为这 一重要项目做出贡献，并继续开发优化生产的创新解决 方案氢罐和其他轻质部件。 ”

这一贡献的一部分是AFPT对热塑性复合材料的 激光支持加工，该加工能够耦合热像仪和数据分析，为生产符合严格行业标准的高质量热塑性组件提供在线 过程控制。这确保了满足航空航天和其他运输应用中压力容器所需的可靠性和安全性。除了这些行业，AFPT声称其技术还可以有效生产用于工业应用以及体育用 品和消费品的大量热塑性复合材料部件。

注：原文见，《 AFPT participates in LeiWaCo project for economic production of thermoplastic composite hydrogen tanks 》

2023.5.26 杨超凡 2023.10.15

用纤维贴片加固凸台区域的IV型罐剖面图

2022 巴黎复材展会上， CIKONI 公司（德国斯图 加特）和纤维贴片（FPP- fiber patch placement）技术供应商 Cevotec（德国 Unterhaching）展示的 IV 型压缩气罐的剖面图，该项目通过在罐凸台圆顶上使用FPP加固来减少冗余的整个罐绕组，证明了至少节省 15%的材料。

 

《 JEC World 2022, Part 1: Highlights in sustainable, digital, industrialized composites 》