OTOMcomposite（荷蘭恩斯赫德）是一家初創(chuàng)公司，為自動(dòng)纖維鋪放 (AFP)、激光輔助膠帶鋪放 (LATP) 和激光輔助膠帶纏繞 (LATW) 技術(shù)提供工程服務(wù)和軟件。LATP 和 LATW 是生產(chǎn)先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料部件的有前途的制造技術(shù)（參見LATW 的挑戰(zhàn)）。該過程的主要要素如圖 1 所示。（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見“干纖維鋪放：超越極限”）。

激光輔助絲錐放置 LATP 工藝的示意圖和照片

圖 1.激光輔助膠帶放置 (LATP) 和膠帶纏繞 (LATW) 工藝的主要元素。照片來源：Amin Zaami 等人的“IV 型壓力容器連續(xù)激光輔助相鄰環(huán)箍纏繞過程中的溫度變化”。阿爾。

當(dāng)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶被“原位”加固時(shí)，可以在這些過程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)單步制造，這可以降低生產(chǎn)成本并消除后加固或固化步驟。盡管這些制造技術(shù)具有優(yōu)勢，但要預(yù)測和控制該過程仍是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，包括層壓溫度、熱塑性基質(zhì)的結(jié)晶度、殘余應(yīng)力和整體質(zhì)量。這些受激光照射和反射（參見下面的圖 2）、局部工具幾何形狀、實(shí)現(xiàn)的固結(jié)和特定工藝參數(shù)的影響。

OTOMcomposite 在 LATP 和 LATW 期間徹底分析過程溫度的重要能力中發(fā)揮著重要作用，這對(duì)于最終的零件屬性和性能至關(guān)重要。

• AmbliFibre 項(xiàng)目后的軟件開發(fā)

在歐盟資助的 ambliFibre 項(xiàng)目中，特溫特大學(xué)開始為 LATW/LATP 過程開發(fā)基于模型的在線過程控制。與弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所（IPT，德國亞?。┟芮泻献?，在該項(xiàng)目期間/之后發(fā)布了 20 多篇科學(xué)出版物。2017 年，Amin Zaami 博士看到了為 LATP/LATW 工藝生產(chǎn)商業(yè)工具的潛力，并開始開發(fā) OTOM（光熱優(yōu)化模型）工具，該工具結(jié)合了高級(jí)有限元建模 (FEM) 和光線追蹤。

光線追蹤是一種在 AFP 過程中追蹤光的路徑并模擬其與物體相遇效果的技術(shù)。光線追蹤光學(xué)模型提供了來自 AFP 激光器的熱通量邊界條件，用于有限元分析。與 AFP 控制軟件（通常不關(guān)注粘合/加熱階段，而僅關(guān)注定位和速度控制）結(jié)合使用時(shí)，OTOM 可以更快地優(yōu)化熱塑性復(fù)合材料部件的加工和性能。

• 用 4.0 數(shù)字化制造取代反復(fù)試驗(yàn)

據(jù)說 OTOM V.1.20 軟件消除了 LATP/LATW 過程中的試錯(cuò)階段。根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度，吞吐量可以提高數(shù)百個(gè)百分點(diǎn)，特別是對(duì)于新產(chǎn)品開發(fā) (NPD)。這反過來又顯著減少了設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)試驗(yàn)和工藝參數(shù)優(yōu)化所需的時(shí)間。

                                    預(yù)浸帶的激光反射照片
圖 2.激光與預(yù)浸帶相互作用導(dǎo)致的各向異性反射。照片來源：Amin Zaami 等人的“用于激光復(fù)合制造的纖維增強(qiáng)熱塑性膠帶的光學(xué)表征”。阿爾。

LATP 和 LATW 模擬中不同的激光照射幾何形狀

圖3 。不同的激光照射幾何形狀。圖片來源：“激光輔助膠帶纏繞的 3D 數(shù)值建模……”作者：Amin Zaami 等。阿爾。

LATP 和 LATW 模擬中幾何變化的基底曲率
圖。4 . 幾何變化的基材曲率。圖片來源：“復(fù)合材料壓力容器激光輔助膠帶纏繞的新工藝優(yōu)化框架：控制非穩(wěn)態(tài)粘合溫度”，作者：Amin Zaami 等。阿爾。

由于所使用的纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合帶具有復(fù)雜的幾何形狀、不同的工具曲率以及各向異性的光學(xué)和熱性能，因此 LATP/LATW 過程難以描述、預(yù)測和優(yōu)化。還有一些問題，例如不穩(wěn)定的加工、機(jī)器停機(jī)、材料過熱產(chǎn)生的煙霧、材料降解、擠出（熔化的基質(zhì)壓出膠帶邊緣） 以及需要減少生產(chǎn)時(shí)間。這些可以通過諸如 OTOM 之類的工具來解決，該工具提供在線監(jiān)控、基于模型的控制和工業(yè) 4.0 數(shù)字制造。

OTOM 的長期目標(biāo)是通過補(bǔ)償制造過程中的可變性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的 LATP/LATW 部件生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)和可預(yù)測的復(fù)合部件屬性和性能。OTOM 已使用最先進(jìn)的數(shù)值技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究得到驗(yàn)證。該工具能夠針對(duì)特定優(yōu)化目標(biāo)（例如，找到優(yōu)化的激光功率，找到朝向加熱區(qū)的優(yōu)化激光角度）優(yōu)化每個(gè)工藝參數(shù)，以獲得最高的工藝效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

AFP 激光器與復(fù)合層壓板的相互作用、幾何變化基板的溫度定位甚至模具幾何效應(yīng)都可以在一個(gè)地方完全模擬和優(yōu)化。據(jù)報(bào)道，基于多物理場的 OTOM 建模工具為數(shù)字化 LATP/LATW 過程鋪平了道路，以最小的生產(chǎn)時(shí)間和成本提供卓越的最終產(chǎn)品質(zhì)量。

• OTOM復(fù)合材料

隨著業(yè)務(wù)在 COVID-19 大流行之后反彈，OTOMcomposite 于 2021 年推出，正在為越來越多的組織提供服務(wù)和軟件解決方案。OTOMcomposite 為客戶遠(yuǎn)程或現(xiàn)場提供工程服務(wù)，包括生產(chǎn)線和產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估、技術(shù)咨詢和定制工程軟件。這些服務(wù)提供給航空航天、石油和天然氣、運(yùn)輸、汽車和綠色能源領(lǐng)域的公司和研究機(jī)構(gòu)。OTOMcomposite 還尋求與其他研發(fā)部門合作，應(yīng)用與復(fù)合材料相關(guān)的領(lǐng)先技術(shù)，并參與公共和私人資助的研發(fā)項(xiàng)目。如需更多信息，請(qǐng)聯(lián)系OTOMcomposite@outlook.com。