高爾夫球桿、自行車，現(xiàn)在也包括汽車：臺灣復(fù)合材料專家 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，包括高壓樹脂傳遞模塑 （HP-RTM）。AIM 現(xiàn)在使用先進(jìn)的工具在一個完整的系統(tǒng)上生產(chǎn)汽車碳纖維輪輞。
任何打高爾夫球并敏銳地意識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）的全球市場份額約為 80%，并且在自行車市場也有良好的記錄。大約 30 年來，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 首次涉足汽車行業(yè)時，KraussMaffei 的專業(yè)知識非常受歡迎，因為這是 AIM 首次將 HP-RTM 系統(tǒng)投入運行。碳復(fù)合材料車輪最近成為熱門話題。捷豹路虎攬勝、雪佛蘭和現(xiàn)代等 OEM 都在部分車輛上提供該選項。
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)時間內(nèi)完成，這在汽車行業(yè)尤為重要。起初，AIM 團(tuán)隊首先想了解該系統(tǒng)的新技術(shù)。
正如 AIM 的研發(fā)經(jīng)理 Tyson Hsiao 所解釋的那樣：“我們在 KraussMaffei 的銷售合作伙伴 Fredrick Su 仔細(xì)聽取了意見，然后組裝了一個我們可以在 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。一個具體的項目很快就接踵而至。碳纖維輪輞往往在汽車行業(yè)占據(jù)一個利基市場，但由于它們屬于高價市場，因此非常有利可圖。
在這種情況下，材料混合物很常見：由碳纖維增強(qiáng)塑料 （CFRP） 制成的輪輞主體，視覺上吸引人的鋁制車輪蜘蛛用螺栓固定在該輪體上。這些車輪比純鋁制成的車輪輕約 20% 至 30%，同時比全鋁輪輞堅固約 20%。
由于減輕了重量，運動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，駕駛體驗也更加愉快。如果您想用碳纖維輪輞裝飾您的車輛，您必須深深地掏腰包，不過：每套 10,000~15,000 歐元（11,000~16,600 美元）很常見。
機(jī)器人輔助，模塊化工具設(shè)計HP-RTM 單元套件包括一臺鎖模力為 10,000 kN 的 MX 壓力機(jī)、一套 RimStar 緊湊型 8/4 HP-RTM 計量系統(tǒng)、兩個用于計量和搬運的機(jī)器人（帶有不同的夾具）和一個復(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緊湊的設(shè)計。碳纖維輪輞的整個生產(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)用一個主模具，并為不同的輪輞直徑使用多個模具包。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滑塊同時移動。壓力機(jī)關(guān)閉，環(huán)氧樹脂基體材料通過分布星形計量。
固化時間大約 15 分鐘后，模具打開，滑塊打開，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。
模具中的專有技術(shù)模具中的許多活動部件是最大的挑戰(zhàn)，即在高型腔壓力下密封整個系統(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，在輪輞項目中，零件的底切和 C 形輪廓需要四個滑塊才能進(jìn)行脫模，更不用說移動的頂出環(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)隊努力實現(xiàn)最佳的制造精度和良好的設(shè)計。鎖緊力由母模頂部的四個桶和安裝在下方的鎖緊元件產(chǎn)生，這些桶移動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，需要用絕緣板保護(hù)氣動和電子元件。
