考慮到碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料在輕量化汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用仍相對(duì)較少，尚未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。使用碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 制造零部件的成本仍過(guò)高。在“iComposite 4.0”研究項(xiàng)目中，舒勒與合作伙伴成功地將原型零部件的生產(chǎn)成本降低了50%以上，產(chǎn)出時(shí)間縮短了超過(guò)30-40%。
高精度質(zhì)量過(guò)程控制
3D長(zhǎng)纖維和連續(xù)纖維的批量生產(chǎn)
參考零部件為英國(guó)某運(yùn)動(dòng)汽車(chē)品牌發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙下方的底板。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須能夠承受正面碰撞，且具有高抗扭剛度與座椅載荷。采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，單個(gè)零部件的成本為 400 歐元；而在 iComposite 4.0 中，單個(gè)零部件的成本降至 150歐元，產(chǎn)出時(shí)間也從 73 分鐘降至 46 分鐘。
高精度質(zhì)量過(guò)程控制
亞琛工業(yè)大學(xué)的復(fù)合材料加工研究所負(fù)責(zé)第一道工序，使用機(jī)器人噴附短玻纖基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，通過(guò)“亞琛輕量結(jié)構(gòu)一體化中心 (AZL)”和 CFRP 供形商 Teijin Carbon 共同開(kāi)發(fā)出的算法計(jì)算出各部分的抗拉強(qiáng)度。基于此數(shù)據(jù)，另一臺(tái)機(jī)器人利用西門(mén)子與 Broetje 的工藝技術(shù)進(jìn)行碳纖維絲束預(yù)浸料的覆蓋。并通過(guò)Apodius 的 3D 測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)控制。
項(xiàng)目合作伙伴
之后，將樹(shù)脂注入到復(fù)合纖維板中。樹(shù)脂在舒勒液壓機(jī)下進(jìn)行高壓硬化，完成零部件成形。在這個(gè)工藝流程中，還采用了Frimo的模具技術(shù)。針對(duì)所需的壁厚，壓力機(jī)可以直接影響模具的撓度。這樣，便可以從一開(kāi)始就生產(chǎn)出合格的零部件，將廢品率降到零。
目前，纖維復(fù)合材料零部件制造商都使用碳板作為切割的原材料。但材料的利用率僅為50%，這意味著有將近一半的昂貴碳纖維都無(wú)法使用。而通過(guò)iComposite4.0，材料能夠完全利用，不會(huì)出現(xiàn)任何浪費(fèi)。同時(shí)，產(chǎn)出時(shí)間縮短，產(chǎn)量增加。
系統(tǒng)中集成的 ID-Systec 射頻芯片還能夠確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的跟蹤與識(shí)別。在亞琛工業(yè)大學(xué)的“亞琛輕量結(jié)構(gòu)一體化中心”，生產(chǎn)線(xiàn)的各個(gè)部分間都能夠進(jìn)行橫向聯(lián)接。該項(xiàng)目的研究成果現(xiàn)已應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐。
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