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PT现代塑料|一次灌注固化成型的一体式碳纤维车轮毂( 二 )


采用TFP技术 ， 碳纤维废料从使用传统碳纤维织物时的大约40%减少到目前的10%以下 。 此外 ， 这项技术还改善了铺层质量 ， 优化了纤维取向并增加了设计的灵活性 。
航空级别的丝束：ESECarbon公司的E2车轮毂采用了HyosungAdvancedMaterials公司提供的碳纤维丝束（图片来自ESECarbonCo.）
“在我们的辐条中有许多弯曲 ， 这使铺层（叠层）复杂化 。 采用传统织物 ， 碳纤维叠层的取向会受到限制 。 ”Hermida解释道 ， “但采用TFP ， 使得在任何方向上创建直线或曲线图案的能力几乎不受限制 ， 从而能够设计出经过优化的叠层 。 与采用传统织物相比 ， 能更有效地管理载荷和应力 。 ”
对叠层的改进使得ESECarbon公司显著降低了成本 。 在切换成TFP之前 ， 铺层对于该公司而言是一大生产瓶颈 。 使用TFP后 ， 减少了叠层层数 ， 提高了效率 ， 使得铺层时间缩短了近50% ， 这样 ， 每副模具每天可以生产出更多的部件 。
完全灌注、一次固化的轮毂
除了投资TFP技术外 ， ESECarbon公司还采用了一种专有的压缩树脂传递模塑成型（RTM）工艺来生产E2 ， 所用的订制压机由该公司的工程团队设计 。
Hermida表示 ， 实现一个完全灌注、一次固化的轮毂充满了挑战 ， 这其中的一个关键部分是选择正确的树脂系统 。
“我们需要一种高度透明的快速固化系统 ， 它必须性能稳定、黏度低且玻璃化转变温度（Tg）高 。 ”Hermida说道 。
为此 ， 该公司选用了亨斯迈先进材料的Araldite作为其环氧树脂系统原料 。 该树脂系统提供了所需的低黏度 ， 可以实现更快速的浇注以浸润纤维使其便于加工 ， 同时还能灵活地适应不同的模具条件和节拍时间 。
利用Araldite树脂系统 ， ESECarbon公司提高了生产效率 ， 增强了轮辋强度 ， 即使车轮毂处在制动带来的高温环境中也同样如此 。
与同样拥有高玻璃化转变温度（高达200℃）的传统环氧树脂相比 ， Araldite树脂系统的延伸率和断裂韧性更高 。 该系统可在模内中温固化 ， 然后有选择性地在模外进行高温后固化 ， 这样就能缩短在模内的停留时间 ， 确保最终获得的轻质复合材料轮辋具有良好的耐疲劳性能 ， 这对于车辆运行过程中暴露在反复循环/压力状态下的车轮毂而言 ， 是确保其耐久性的关键 。
持续提升自动化水平
ESECarbon公司计划在2020年第一季度对E2车轮毂进行路试 ， 并将于2020年晚些时候交付用于后市场的车轮毂 。 该公司表示 ， 其已开始与一些OEMs展开交流 。 随着E2的上市 ， 问题又回到了成本上 。
“碳纤维车轮毂的制造有许多独特之处 。 虽然我们现在采用了自动化技术 ， 但为了将车轮毂的价格降到理想的价位 ， 我们仍需要大量地订制开发自动化技术 。 ”Hermida表示 。
随着对TFP技术的应用 ， ESECarbon公司在提升生产的自动化水平方面取得了很大进步 ， 甚至还实现了车轮毂后处理加工的自动化 。 目前 ， 该公司正在利用机器人来努力提升诸如修边、叠层的拾起放置以及预成型等操作的自动化水平 。
PT现代塑料|一次灌注固化成型的一体式碳纤维车轮毂
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该公司的初始目标是 ， 以低于9900美元的价格提供4个一套的E2车轮毂 。 虽然这依然很贵 ， 但却代表了该公司朝着正确的方向迈出了一步 。 总之 ， 该公司的自动化项目将有助于消减成本 。
【PT现代塑料|一次灌注固化成型的一体式碳纤维车轮毂】“这只是个起点 。 ”Hermida表示 ， “我们的目标是接近锻铝车轮毂的价格 。 ”类似的锻铝轮毂价格在5000～7000美元之间 。


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