OTOMcompositeは、レーザー支援テープの配置と巻き取りを使用して、Composites4.0を作成するためのソフトウェアを開発しています

OTOMcomposite（オランダ、エンスヘーデ）は、自動ファイバー配置（AFP）、レーザー支援テープ配置（LATP）、レーザー支援テープ巻き取り（LATW）テクノロジー向けのエンジニアリングサービスとソフトウェアを提供する新興企業です。 LATPとLATWは、高度な熱可塑性複合部品を製造するための有望な製造技術です（LATWの課題を参照）。このプロセスの主な要素を図1に示します（詳細については、「ドライファイバーの配置：制限を超える」を参照してください）。

図。 1。 レーザー支援テープ配置（LATP）およびテープ巻き取り（LATW）プロセスの主な要素。写真提供者：Amin Zaami、et。による「タイプIV圧力容器の連続レーザー支援隣接フープ巻線中の温度変化」。 al。

繊維強化プリプレグテープを「現場で」統合すると、これらのプロセスで完全に自動化されたシングルステップ製造を実現できます。 、」これにより、製造コストを削減し、統合後または硬化ステップを排除できます。これらの製造技術の利点にもかかわらず、ラミネート温度、熱可塑性マトリックスの結晶化度、残留応力、全体的な品質など、プロセスを予測および制御することは困難な作業です。これらは、レーザーの照射と反射（下の図2を参照）、ローカルツーリングの形状、達成された統合、および特定のプロセスパラメーターの影響を受けます。

OTOMcompositeは、LATPおよびLATW中のプロセス温度を徹底的に分析する重要な能力において役割を果たします。これは、結果として得られる部品の特性と性能にとって重要です。

ambliFibreプロジェクト後のソフトウェア開発

LATW / LATPプロセスのモデルベースのインラインプロセス制御の開発は、EUが資金提供するambliFibreプロジェクト内のトゥエンテ大学で開始されました。 Fraunhofer Institute for Production Technology（IPT、アーヘン、ドイツ）との緊密な協力により、このプロジェクト中/プロジェクト後に20を超える科学出版物がリリースされました。 2017年、Amin Zaami博士は、LATP / LATWプロセス用の商用ツールを作成する可能性を見出し、高度な有限要素モデリング（FEM）とレイトレーシングを組み合わせたOTOM（光学熱最適化モデル）ツールの開発を開始しました。

レイトレーシングは、光の経路をトレースし、AFPプロセス中にオブジェクトと遭遇した場合の影響をシミュレートする手法です。レイトレーシング光学モデルは、FE分析用のAFPレーザーからの熱流束境界条件を提供します。 OTOMは、AFP制御ソフトウェア（通常はボンディング/加熱フェーズではなく、位置決めと速度制御のみに焦点を当てています）と組み合わせると、熱可塑性複合部品の最適化された処理とパフォーマンスへのより高速なパスを可能にします。

試行錯誤を4.0デジタルマニュファクチャリングに置き換える

OTOM V.1.20ソフトウェアは、 の試行錯誤フェーズを削除すると言われています LATP / LATWプロセス。製品の複雑さに応じて、特に新製品開発（NPD）の場合、スループットを数百パーセント向上させることができます。これにより、設計、チェックアウトの試行、およびプロセスパラメータの最適化に必要な時間が大幅に短縮されます。

図。 2。 プリプレグテープとのレーザー相互作用の結果としての異方性反射。写真提供者：Amin Zaami、et。による「レーザーベースの複合材料製造用の繊維強化熱可塑性テープの光学的特性評価」。 al。

図。 3 。 さまざまなレーザー照射形状。写真提供者：Amin Zaami、et。による「レーザー支援テープ巻線の3D数値モデリング…」 al。

図 。 4 。 幾何学的に変化する基板の曲率。写真提供者：「複合圧力容器のレーザー支援テープ巻き取りのための新しいプロセス最適化フレームワーク：非定常結合温度の制御」、Amin Zaami、et。 al。

LATP / LATWプロセスは、複雑な形状、さまざまなツールの曲率、および使用される繊維強化熱可塑性複合テープの異方性の光学的および熱的特性のため、記述、予測、および最適化が困難です。不安定な処理、機械のダウンタイム、材料の過熱による煙、材料の劣化、スクイーズアウト（テープの端を超えて押し出された溶融マトリックス）などの問題もあります 生産時間を短縮する必要があります。これらは、インラインモニタリング、モデルベースの制御、インダストリー4.0デジタルマニュファクチャリングを提供するOTOMなどのツールによって解決できます。

OTOMの長期的な目標は、製造プロセスのばらつきを補正して、反復的で予測可能な複合部品の特性と性能を実現することにより、堅牢なLATP / LATW部品の製造を実現することです。 OTOMは、最先端の数値手法と実験的研究を使用して検証されています。このツールは、特定の最適化目標（最適化されたレーザー出力の検出、加熱ゾーンへの最適化されたレーザー角度の検出など）に合わせてすべてのプロセスパラメーターを最適化して、最高のプロセス効率と製品品質を実現できます。

AFPレーザーと複合ラミネートの相互作用、幾何学的に変化する基板の温度局在化、さらには工具の形状効果さえも、すべて1か所で完全にシミュレーションおよび最適化できます。マルチフィジックスベースのOTOMモデリングツールは、デジタル化されたLATP / LATWプロセスへの道を開き、最小限の生産時間とコストで優れた最終製品品質を提供すると報告されています。

OTOMcomposite

2021年に立ち上げられたOTOMcompositeは、COVID-19の大流行後のビジネスの回復に伴い、ますます多くの組織にサービスとソフトウェアソリューションを提供しています。 OTOMcompositeは、生産ラインと製品の品質評価、技術コンサルティング、カスタマイズされたエンジニアリングソフトウェアなど、リモートまたはサイトでクライアントにエンジニアリングサービスを提供します。これらのサービスは、航空宇宙、石油およびガス、運輸、自動車、グリーンエネルギーの各セクターの企業や研究機関に提供されています。 OTOMcompositeはまた、複合材料に関連する最先端技術の適用のために他の研究開発部門との協力を追求しているほか、公的および私的資金による研究開発プロジェクトに参加しています。詳細については、OTOMcomposite @ outlook.comにお問い合わせください。