复合材料零部件的生产成本真能降低50%以上吗？

3D长纤维和连续纤维的批量生产

 

    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。

高精度质量过程控制
 

    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。

 

    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iComposite4.0，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。