高爾夫球桿、自行車(chē)，現(xiàn)在也包括汽車(chē)：臺(tái)灣復(fù)合材料專(zhuān)家 Advanced International Multitech （AIM） 與 KraussMaffei克勞斯瑪菲股份有限公司合作，擴(kuò)大了其產(chǎn)品組合，包括高壓樹(shù)脂傳遞模塑 （HP-RTM）。AIM 現(xiàn)在使用先進(jìn)的工具在一個(gè)完整的系統(tǒng)上生產(chǎn)汽車(chē)碳纖維輪輞。
任何打高爾夫球并敏銳地意識(shí)到球桿重量重要性的人都可能手里拿著 AIM 產(chǎn)品。該公司在碳纖維高爾夫球桿（各種品牌）的全球市場(chǎng)份額約為 80%，并且在自行車(chē)市場(chǎng)也有良好的記錄。大約 30 年來(lái)，各種復(fù)合材料技術(shù)一直是標(biāo)準(zhǔn)曲目的一部分。
然而，當(dāng) AIM 首次涉足汽車(chē)行業(yè)時(shí)，KraussMaffei 的專(zhuān)業(yè)知識(shí)非常受歡迎，因?yàn)檫@是 AIM 首次將 HP-RTM 系統(tǒng)投入運(yùn)行。碳復(fù)合材料車(chē)輪最近成為熱門(mén)話題。捷豹路虎攬勝、雪佛蘭和現(xiàn)代等 OEM 都在部分車(chē)輛上提供該選項(xiàng)。
高壓、高質(zhì)量、高成本與低壓工藝相比，HP-RTM 需要更復(fù)雜的定量技術(shù)，但也需要始終如一的高質(zhì)量部件和極其精確的表面質(zhì)量——所有這些都在較短的循環(huán)時(shí)間內(nèi)完成，這在汽車(chē)行業(yè)尤為重要。起初，AIM 團(tuán)隊(duì)首先想了解該系統(tǒng)的新技術(shù)。
正如 AIM 的研發(fā)經(jīng)理 Tyson Hsiao 所解釋的那樣：“我們?cè)?KraussMaffei 的銷(xiāo)售合作伙伴 Fredrick Su 仔細(xì)聽(tīng)取了意見(jiàn)，然后組裝了一個(gè)我們可以在 HP-RTM 單元中使用的包裝，以重現(xiàn)高壓傳遞模塑以及濕法成型和壓縮 RTM，用于小批量生產(chǎn)。
這給我們留下了深刻的印象。一個(gè)具體的項(xiàng)目很快就接踵而至。碳纖維輪輞往往在汽車(chē)行業(yè)占據(jù)一個(gè)利基市場(chǎng)，但由于它們屬于高價(jià)市場(chǎng)，因此非常有利可圖。
在這種情況下，材料混合物很常見(jiàn)：由碳纖維增強(qiáng)塑料 （CFRP） 制成的輪輞主體，視覺(jué)上吸引人的鋁制車(chē)輪蜘蛛用螺栓固定在該輪體上。這些車(chē)輪比純鋁制成的車(chē)輪輕約 20% 至 30%，同時(shí)比全鋁輪輞堅(jiān)固約 20%。
由于減輕了重量，運(yùn)動(dòng)型和雄心勃勃的駕駛員可以更快地加速，并且懸架減輕了更多的道路不平整性，駕駛體驗(yàn)也更加愉快。如果您想用碳纖維輪輞裝飾您的車(chē)輛，您必須深深地掏腰包，不過(guò)：每套 10,000~15,000 歐元（11,000~16,600 美元）很常見(jiàn)。
機(jī)器人輔助，模塊化工具設(shè)計(jì)HP-RTM 單元套件包括一臺(tái)鎖模力為 10,000 kN 的 MX 壓力機(jī)、一套 RimStar 緊湊型 8/4 HP-RTM 計(jì)量系統(tǒng)、兩個(gè)用于計(jì)量和搬運(yùn)的機(jī)器人（帶有不同的夾具）和一個(gè)復(fù)雜的模具解決方案。該系統(tǒng)的 16 x 12 米（52.5 x 39.4 英尺）占地面積代表了相對(duì)緊湊的設(shè)計(jì)。碳纖維輪輞的整個(gè)生產(chǎn)單元尺寸為 16 x 12 米（52.5 x 39.4 英尺），包括外殼。圖片由 KraussMaffei 提供。
工裝集應(yīng)用一個(gè)主模具，并為不同的輪輞直徑使用多個(gè)模具包。這為客戶提供了很大的靈活性。將客戶準(zhǔn)備的碳預(yù)制件放置在模具的內(nèi)芯上，然后形成輪輞圓形外輪廓的四個(gè)滑塊同時(shí)移動(dòng)。壓力機(jī)關(guān)閉，環(huán)氧樹(shù)脂基體材料通過(guò)分布星形計(jì)量。
固化時(shí)間大約 15 分鐘后，模具打開(kāi)，滑塊打開(kāi)，頂出環(huán)將已收縮到型芯（直徑 20 英寸）的輪輞主體向上壓迫。該模具的直徑為 18~22 英寸，輪輞寬度為 8~12 英寸。該工具重達(dá) 4.9 噸，可提供 20 μm 的極其精確的同心度。
模具中的專(zhuān)有技術(shù)模具中的許多活動(dòng)部件是最大的挑戰(zhàn)，即在高型腔壓力下密封整個(gè)系統(tǒng)。通常，僅按壓力就足以密封模具，其中水平密封表面僅位于模具的上下部分之間。然而，在輪輞項(xiàng)目中，零件的底切和 C 形輪廓需要四個(gè)滑塊才能進(jìn)行脫模，更不用說(shuō)移動(dòng)的頂出環(huán)了。用于公路的碳復(fù)合材料輪輞直接從模具支架中伸出。
為了保持模具中的真空并防止低粘度材料逸出，該團(tuán)隊(duì)努力實(shí)現(xiàn)最佳的制造精度和良好的設(shè)計(jì)。鎖緊力由母模頂部的四個(gè)桶和安裝在下方的鎖緊元件產(chǎn)生，這些桶移動(dòng)到滑塊上的凹槽中并阻塞它們。當(dāng)模具溫度為 120 至 130°C（248 至 266°F）時(shí)，需要用絕緣板保護(hù)氣動(dòng)和電子元件。
