僅用2分鐘的循環(huán)時間，

即在一個生產(chǎn)單元中

實現(xiàn)了無需粘合劑的混合復(fù)合材料部件的功能化生產(chǎn)。

 

    熱塑性帶材的自動化預(yù)成型及后續(xù)的混合成型——熱成型以及將加強(qiáng)肋、夾子和凸臺等二次注射成型到部件表面上，被譽(yù)為是“復(fù)合材料制造在諸如汽車等大批量應(yīng)用中的未來”。

 

    但是，如果能夠?qū)崴苄运芰系捻g性和注塑成型特征的功能性與碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧部件的高性能結(jié)合起來呢？

 

    這就是為期3年、于2018年結(jié)束的OPTO-Light項目所回答的問題。

 

    該項目作為德國聯(lián)邦教育和研究部（簡稱“BMBF”）為大批量生產(chǎn)的輕量化結(jié)構(gòu)而開發(fā)光子學(xué)（激光等基于光的技術(shù)）戰(zhàn)略的一部分，得到了BMBF的資助。

 

    該項目被授予亞琛工業(yè)大學(xué)亞琛綜合輕量化結(jié)構(gòu)中心（簡稱“AZL”），該中心為與8家研究機(jī)構(gòu)合作的公司提供單一園區(qū)，來開發(fā)輕量化的材料、生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用。

 

    OPTO-Light項目的明顯成就是將高剛性、輕量化和環(huán)氧基碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）的低蠕變性與高設(shè)計自由度及熱塑性塑料二次成型的短循環(huán)時間等優(yōu)勢集于一體，但這只是該項目實現(xiàn)的眾多潛在的復(fù)合材料行業(yè)顛覆性創(chuàng)新之一。

 

其創(chuàng)新還包括：

 

   ◆ 為將熱塑性塑料連接到三維熱固性表面而開發(fā)激光預(yù)處理技術(shù)；

 

   ◆ 將反應(yīng)聚合物加工、激光加工和二次成型這三大技術(shù)集成到一個循環(huán)時間快速的單一生產(chǎn)單元中；

 

   ◆ 水平預(yù)浸料模壓成型（簡稱“HPCM”）：將材料垂直粘貼在標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)中進(jìn)行加工；

 

   ◆ 開發(fā)滿足預(yù)浸料模壓成型和熱塑性塑料二次成型所有要求的單一旋轉(zhuǎn)模具；

 

   ◆ 開發(fā)用于激光預(yù)處理臨界對準(zhǔn)的光學(xué)部件參照方法，以及沿自由三維曲面進(jìn)行二次成型；

 

   ◆ 展示創(chuàng)新工藝：用2min的循環(huán)時間，生產(chǎn)寶馬i3電動汽車生命模塊地板的三維結(jié)構(gòu)部分。

 

    事實上，該項目在2018年4月的最終報告中聲稱，與目前采用濕法模壓成型以及用粘合劑單獨粘接夾子嵌件的生產(chǎn)相比，這項技術(shù)可以將汽車CFRP部件的成本降低30%。

 

 

 

德國資助了一項長期戰(zhàn)略，以繼續(xù)發(fā)展光子學(xué)技術(shù)，因為該技術(shù)在當(dāng)前全球制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中發(fā)揮著重要作用。

 

復(fù)合材料行業(yè)應(yīng)該注意到，光子學(xué)不僅支持先進(jìn)加工，如自動化的纖維鋪放、熱塑性塑料的激光焊接、精密加工及各種3D打印工藝，還為計量、過程監(jiān)控和在線檢測而啟用傳感器和視覺通信。

 

在OPTO-Light項目中，一種近紅外（簡稱“NIR”）激光被用于對二次成型的表面進(jìn)行預(yù)處理。此外，各種激光傳感器還為過程控制和在線質(zhì)量保證（QA）提供數(shù)據(jù)。

 

OPTO-Light項目的最后4個合作伙伴是德國的光子系統(tǒng)供應(yīng)商：

 

◆ Arges（德國Wackersdorf）是一家激光加工用3D掃描儀的專業(yè)公司，該公司通常開發(fā)創(chuàng)新的激光掃描系統(tǒng)、工業(yè)材料加工和醫(yī)療應(yīng)用中的定位和偏轉(zhuǎn)激光束，現(xiàn)在，又開發(fā)了一種用于燒蝕和加熱的Arges雙光束單元；

 

◆ Precitec（德國Gaggenau）提供用于測量距離（在整個過程中的燒蝕和部件參照期間使用）的干涉?zhèn)鞲衅鳎?/div>