復合材料零部件的生產成本真能降低50%以上嗎？

3D長纖維和連續纖維的批量生產

 

    參考零部件為英國某運動汽車品牌發動機艙與乘客艙下方的底板。其結構設計必須能夠承受正面碰撞，且具有高抗扭剛度與座椅載荷。采用傳統的生產模式，單個零部件的成本為 400 歐元；而在 iComposite 4.0 中，單個零部件的成本降至 150歐元，產出時間也從 73 分鐘降至 46 分鐘。

高精度質量過程控制
 

    亞琛工業大學的復合材料加工研究所負責第一道工序，使用機器人噴附短玻纖基礎結構。接下來，通過“亞琛輕量結構一體化中心 (AZL)”和 CFRP 供形商 Teijin Carbon 共同開發出的算法計算出各部分的抗拉強度。基于此數據，另一臺機器人利用西門子與 Broetje 的工藝技術進行碳纖維絲束預浸料的覆蓋。并通過Apodius 的 3D 測量系統進行光學控制。

 

    之后，將樹脂注入到復合纖維板中。樹脂在舒勒液壓機下進行高壓硬化，完成零部件成形。在這個工藝流程中，還采用了Frimo的模具技術。針對所需的壁厚，壓力機可以直接影響模具的撓度。這樣，便可以從一開始就生產出合格的零部件，將廢品率降到零。

 

    目前，纖維復合材料零部件制造商都使用碳板作為切割的原材料。但材料的利用率僅為50%，這意味著有將近一半的昂貴碳纖維都無法使用。而通過iComposite4.0，材料能夠完全利用，不會出現任何浪費。同時，產出時間縮短，產量增加。

 

    系統中集成的 ID-Systec 射頻芯片還能夠確保生產數據的跟蹤與識別。在亞琛工業大學的“亞琛輕量結構一體化中心”，生產線的各個部分間都能夠進行橫向聯接。該項目的研究成果現已應用于工業實踐。