作為由英國政府的“先進(jìn)制造供應(yīng)鏈計(jì)劃”支持的“輕量化卓越(簡稱‘LX’)項(xiàng)目”的一部分，謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心(簡稱“AMRC”)正與賓利、Sigmatex、Expert Tooling & Automation、Granta Design、克蘭菲爾德大學(xué)以及位于英國韋克菲爾德的生產(chǎn)設(shè)備專業(yè)公司Rhodes集團(tuán)展開合作，并在AMRC的復(fù)合材料中心正在安裝一臺(tái)高壓壓機(jī)，以幫助豪華汽車制造商賓利減輕汽車重量以及減少溫室氣體的排放。

 

       現(xiàn)今，復(fù)合材料行業(yè)使用簡單的“預(yù)成型件”。這些預(yù)成型件由樹脂浸漬，然后固化形成復(fù)合材料。

 

       為獲得較短的鋪層時(shí)間和較快的生產(chǎn)速度，這些預(yù)成型件得到了設(shè)計(jì)，但是，所獲得的部件通常要比必要的結(jié)構(gòu)使用了更多的材料。

 

       為充分利用碳纖維增強(qiáng)塑料(簡稱“CFRP”)帶來的減重優(yōu)勢，有必要重新定義這項(xiàng)工藝策略。

 

       因此，LX項(xiàng)目的目標(biāo)是，尋求對(duì)預(yù)成型件材料進(jìn)行精確、訂制的生產(chǎn)方法，以使部件重量降低達(dá)20%。

 

       利用新的復(fù)合材料壓機(jī)，AMRC將把得到優(yōu)化的復(fù)合材料預(yù)成型件轉(zhuǎn)變成成品部件。

 

       這臺(tái)壓機(jī)的安裝地點(diǎn)靠近AMRC在謝菲爾德商業(yè)園的Factory 2050工廠，它于2017年開始生產(chǎn)。

 

       作為LX項(xiàng)目的一部分，AMRC將與Expert Tooling & Automation合作，為這臺(tái)壓機(jī)開發(fā)一臺(tái)自動(dòng)化的機(jī)器人單元。

 

       在對(duì)碳纖維編織以及用于制造復(fù)合材料預(yù)成型件的機(jī)器人鋪放技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的工業(yè)化研究中，該機(jī)器人單元將與壓機(jī)一起得到應(yīng)用。

 

       這將使AMRC能夠收集數(shù)據(jù)，以通過優(yōu)化獲得最恰當(dāng)?shù)念A(yù)成型技術(shù)，擴(kuò)大它們的工業(yè)化應(yīng)用范圍，并允許項(xiàng)目合作伙伴能夠與汽車行業(yè)以及更廣泛的行業(yè)一起，共享這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

 

       提供給AMRC復(fù)合材料中心的這臺(tái)壓機(jī)將在尺寸、能力和監(jiān)控水平等方面處于世界之最，它有6m高、7m寬，這使其能夠采用高壓樹脂傳遞模塑成型(HP-RTM)工藝，同時(shí)制造幾個(gè)部件。

 

       一旦預(yù)成型件被放入模具中，壓機(jī)中的模具兩側(cè)就被密封起來，樹脂會(huì)在壓力下被壓入型腔。

 

       AMRC的研究人員將能夠?qū)︻A(yù)成型件、模具和壓機(jī)的模板進(jìn)行加熱，以加速固化過程，而且壓力與溫度的結(jié)合，意味著一個(gè)成品部件可能在不到5min的時(shí)間內(nèi)就能被生產(chǎn)出來。

 

       高科技的控制將允許研究人員嚴(yán)格控制溫度、壓力、樹脂的流動(dòng)和固化時(shí)間，以尋求最佳的組合。