舒勒 iComposite 4.0 | 复合材料零部件的经济型生产

2019-06-12 23:27:42·  来源:舒勒
   
碳纤维增强塑料等复合材料在轻量化汽车领域的应用仍相对较少,尚未实现批量生产。使用碳纤维增强塑料(CFRP)制造零部件的成本仍过高。在iComposite4.0研究项目中,舒勒与合作伙伴成功地将原型零部件的生产成本降低了50%以上,产出时间缩短
碳纤维增强塑料等复合材料在轻量化汽车领域的应用仍相对较少,尚未实现批量生产。使用碳纤维增强塑料 (CFRP) 制造零部件的成本仍过高。在“iComposite4.0”研究项目中,舒勒与合作伙伴成功地将原型零部件的生产成本降低了 50% 以上,产出时间缩短了超过 40%。
在亚琛工业大学的“亚琛轻量结构一体化中心”,生产线的各个部分间都能够进行横向联接。© Campus GmbH / Moll
参考零部件为英国某运动汽车品牌发动机舱与乘客舱下方的底板。其结构设计必须能够承受正面碰撞,且具有高抗扭刚度与座椅载荷。采用传统的生产模式,单个零部件的成本为 400 欧元;而在 iComposite 4.0 中,单个零部件的成本降至 150 欧元,产出时间也从 73 分钟降至 46 分钟。
亚琛工业大学的复合材料加工研究所负责第一道工序,使用机器人喷附短玻纤基础结构。接下来,通过“亚琛轻量结构一体化中心 (AZL)”和 CFRP 供形商 Teijin Carbon 共同开发出的算法计算出各部分的抗拉强度。基于此数据,另一台机器人利用西门子与 Broetje 的工艺技术进行碳纤维丝束预浸料的覆盖。并通过 Apodius 的3D 测量系统进行光学控制。
之后,将树脂注入到复合纤维板中。树脂在舒勒液压机下进行高压硬化,完成零部件成形。在这个工艺流程中,还采用了 Frimo 的模具技术。针对所需的壁厚,压力机可以直接影响模具的挠度。这样,便可以从一开始就生产出合格的零部件,将废品率降到零。
舒勒复合材料压力机
目前,纤维复合材料零部件制造商都使用碳板作为切割的原材料。但材料的利用率仅为 50%,这意味着有将近一半的昂贵碳纤维都无法使用。而通过 iComposite 4.0,材料能够完全利用,不会出现任何浪费。同时,产出时间缩短,产量增加。
系统中集成的 ID-Systec 射频芯片还能够确保生产数据的跟踪与识别。在亚琛工业大学的“亚琛轻量结构一体化中心”,生产线的各个部分间都能够进行横向联接。该项目的研究成果现已应用于工业实践。
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