一款新型复合材料压机帮助碳纤维零部件减重

       作为由英国政府的“先进制造供应链计划”支持的“轻量化卓越(简称‘LX’)项目”的一部分，谢菲尔德大学先进制造研究中心(简称“AMRC”)正与宾利、Sigmatex、Expert Tooling & Automation、Granta Design、克兰菲尔德大学以及位于英国韦克菲尔德的生产设备专业公司Rhodes集团展开合作，并在AMRC的复合材料中心正在安装一台高压压机，以帮助豪华汽车制造商宾利减轻汽车重量以及减少温室气体的排放。

 

       现今，复合材料行业使用简单的“预成型件”。这些预成型件由树脂浸渍，然后固化形成复合材料。

 

       为获得较短的铺层时间和较快的生产速度，这些预成型件得到了设计，但是，所获得的部件通常要比必要的结构使用了更多的材料。

 

       为充分利用碳纤维增强塑料(简称“CFRP”)带来的减重优势，有必要重新定义这项工艺策略。

 

       因此，LX项目的目标是，寻求对预成型件材料进行精确、订制的生产方法，以使部件重量降低达20%。

 

       利用新的复合材料压机，AMRC将把得到优化的复合材料预成型件转变成成品部件。

 

       这台压机的安装地点靠近AMRC在谢菲尔德商业园的Factory 2050工厂，它于2017年开始生产。

 

       作为LX项目的一部分，AMRC将与Expert Tooling & Automation合作，为这台压机开发一台自动化的机器人单元。

 

       在对碳纤维编织以及用于制造复合材料预成型件的机器人铺放技术进行进一步的工业化研究中，该机器人单元将与压机一起得到应用。

 

       这将使AMRC能够收集数据，以通过优化获得最恰当的预成型技术，扩大它们的工业化应用范围，并允许项目合作伙伴能够与汽车行业以及更广泛的行业一起，共享这些基础数据。

 

       提供给AMRC复合材料中心的这台压机将在尺寸、能力和监控水平等方面处于世界之最，它有6m高、7m宽，这使其能够采用高压树脂传递模塑成型(HP-RTM)工艺，同时制造几个部件。

 

       一旦预成型件被放入模具中，压机中的模具两侧就被密封起来，树脂会在压力下被压入型腔。

 

       AMRC的研究人员将能够对预成型件、模具和压机的模板进行加热，以加速固化过程，而且压力与温度的结合，意味着一个成品部件可能在不到5min的时间内就能被生产出来。

 

       高科技的控制将允许研究人员严格控制温度、压力、树脂的流动和固化时间，以寻求最佳的组合。