在上述提及的創(chuàng)新工藝之中，就包含所謂的熱壓+注塑一步成型工藝（overmoulding）。CCP與Engel公司的英國分公司合作，以此工藝為基礎(chǔ)，共同開發(fā)出先進復(fù)合材料制品的量產(chǎn)技術(shù)。雙方將熱壓成型工藝和注塑工藝合二為一，成就了這種一步到位的創(chuàng)新工藝。

 

 

　　“在此工藝中，我們用特制的烘箱對一種叫做有機板（Organosheet）的增強熱塑性板材進行加熱。”Scott King表示說，”對于“特制”二字，他特別解釋說是指對紅外加熱烘箱在溫控和速控方面進行了特別的設(shè)計。“隨后，高速多軸機械手臂將經(jīng)過加熱的有機板轉(zhuǎn)送進入壓機設(shè)備。在壓機合攏進行熱壓作業(yè)的同時，注塑設(shè)備同步將熔融狀態(tài)下的熱塑性樹脂注入。”通常狀況下，注入的熱塑性樹脂中還會混有短切纖維。“這是一種超快的一步成型工藝，只要部件的尺寸和幾何形狀合適，單件的生產(chǎn)時長能夠控制在2分鐘以下。”

 

 

　　Scott King表示說這項工藝在研發(fā)之初就遇到了一些挑戰(zhàn)，因為來自航空和汽車兩方面的客戶在熱塑性樹脂的選擇方面產(chǎn)生了一些分歧。前者傾向于采用PEI、PPS和PEEK，而后者更愿意采用PA。“在實際研發(fā)過程中，我們最先嘗試了PEEK和PEKK。但僅僅一天之后，我們就放棄PEEK，轉(zhuǎn)向了PA。”PEEK在流動性方面先天條件不足，這是其短板。而對于整個工藝流程而言，保證壓機各處熱量分布得恰到好處至關(guān)重要。考慮到這一點，采用PA在工藝操作方面顯得更加簡便。

 

　　“因為嚴格的數(shù)據(jù)存儲機制，每一個經(jīng)由我們生產(chǎn)的部件都可以追溯其生產(chǎn)過程。”Scott King指出，“這意味著我們可以賦予每個部件一個出生證明，保證它們是用標(biāo)準化的工藝生產(chǎn)出來的。”

 

　　King透露說，這種熱壓+注塑一步成型工藝（overmoulding）給CCP公司帶來了設(shè)計生產(chǎn)方面極大地便利。

　　*強度高、剛度高；

　　*一體化成型既提高了剛度，又保證了良好的功能性和可組裝性；

　　*具備生產(chǎn)幾何形狀復(fù)雜部件的能力；

　　*極短的生產(chǎn)周期，單個部件生產(chǎn)時長低至2分鐘；

　　*材料可選的范圍非常豐富；

　　*接合面接合完美，完全可以視為一體結(jié)構(gòu)；

　　*極大減少了工藝所需的步驟；

　　*產(chǎn)品極具視覺美感。

 

　　一步成型

 

　　上述列舉的種種優(yōu)勢，大都得益于“一步成型”。King表示說：“此前，熱壓和注塑是分兩個步驟完成的。”

 

　　他進一步解釋說，在一步成型的工藝中，基層材料和表層材料之間可以實現(xiàn)更好的接合。“當(dāng)兩者都處于半熔融狀態(tài)時，會產(chǎn)生分子間的相互擴散。”King表示說，“由此，我們將獲得更好的機械性能，同時接合處也將更富有視覺美感，側(cè)面不會有溢出，邊緣處干凈利落。盡管這并不影響部件的強度，但卻體現(xiàn)了對工藝精確掌控的能力。”King表示說，CCP甚至可以在基層材料和表層材料中使用同一種聚合物基體（Polymer Matrix），而這一點在從前的兩步法時代是不可想象的。

 

　　至于有人認為，若想要在PEEK的基層上再覆蓋一層PEEK材料，一步成型法難以實現(xiàn)。對此，King回應(yīng)說：“這并非不可能。精準控制速度和溫度至關(guān)重要。”

 

 

       左圖基層材料為單向碳纖維/PA，表層材料為PA

       中圖基層材料為玻纖織物/PEI，表層材料為PEI

       有圖基層材料為碳纖維織物/PEEK，表層該材料為PEEK

 

　　經(jīng)濟適用性

 

　　有人懷疑稱，因為模具工裝費用昂貴，這項技術(shù)的使用成本將大大超出以往。對此，King回應(yīng)說：“有人認為，若以此法生產(chǎn)部件，成本足以飆升到四位數(shù)。但我們看待問題不能如此片面，而必須從產(chǎn)品整個生命周期的角度考慮。它畢竟省去了部件組裝的環(huán)節(jié)，也不需要考慮很多種不同的材料和嵌入件（inserts），只需要把單一的部件送到組裝線上去。當(dāng)然我們還在研究如何進一步降低這種工藝的生產(chǎn)成本。譬如說，很多人揣測模具成本將高達12-14萬美元，甚至更多。但事實是，同樣用于生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的部件，我們能夠把這個數(shù)字降低到1.4-2.1萬美元。不能不說，我們在這方面取得了不小的成績。”

 

　　King同時指出，在選擇材料并進行設(shè)計的時候，成本和生產(chǎn)部件的總量是很重要的考慮因素。“比如說，選擇使用頂針（ejector pins）會產(chǎn)生很多額外的開銷，”King表示說，“但卻可以滿足客戶的很多個性化的需求。這一點是我們一直引以為傲的。”

 

　　“我們具備在24小時內(nèi)生產(chǎn)1000-1500部件的能力。如果采用碳纖維/PPS的材料組合，部件的生產(chǎn)周期將小于60秒，甚至更短。”

 

　　另一方面，King也強調(diào)了設(shè)計和研發(fā)的重要性。“我們前后花了12周完成了從設(shè)計到部件生產(chǎn)的全部流程。我們想證明的是，從概念產(chǎn)生到商業(yè)量產(chǎn)不一定需要數(shù)年的研發(fā)周期，或許幾個星期就夠了。”