HRC旗下Engenuity(英智迪)业务总监Graham Barnes先生专访

复合材料的设计,创意无限,充满了挑战!设计能力的缺乏是阻碍复合材料在汽车行业大规模应用的主要瓶颈之一。
2018年8月,中国恒瑞有限公司(简称“HRC”)宣布了一项重大举措:全资收购全球领先的复合材料设计公司Engenuity(英智迪),从而真正具备了从选材、测试、设计直到大批量生产的全面而高水准的汽车复合材料部件开发能力!带着好奇与仰慕,值2018中国复合材料展会期间,本刊采访了Engenuity(英智迪)业务总监Graham Barnes先生,从中了解了汽车复合材料设计的真谛,以飨读者!

AI:Graham Barnes先生,您好!感谢您接受采访。祝贺贵公司成为HRC的一员!是什么让你们下决心加盟HRC?

Graham Barnes先生:这项收购已经计划了很长一段时间,早在两年前我们双方就有接洽,后来又加强了高层之间的互动,对彼此的观念、实力和优势都有了更深入的了解和认同。HRC是全球领先的复合材料成型厂商,对未来有着非常清晰的规划,对技术和投资有着前瞻的理念,这给我们留下了很好的印象,我们对HRC非常认可。

与此同时,中国正在取代欧洲成为全球最大的汽车市场,并涌现出了新能源汽车的发展热潮,因而对轻量化有着迫切的需求,这意味着中国汽车复合材料市场拥有非常广阔的前景!我们对中国市场的研究已有多年,一直在寻求恰当的时机切入进来,而现在恰逢其时。

经过谈判,我们双方达成了最终的收购协议。我们确信,现在进入中国市场对我们的业务发展具有很好的带动作用,同时我们也希望将欧洲的设计理念、技术和经验引入中国,帮助中国企业开发出最好的汽车复合材料应用方案。

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Engenuity业务总监Graham Barnes先生

AI:你们与HRC的结合,对你们自身、对HRC以及对中国客户分别意味着什么?

Graham Barnes先生:中国汽车行业体量很大,近年来,汽车市场对技术提升的需求越来越紧迫,无论是主机厂还是零部件供应商,都不能仅限于现有的技术。汽车技术的革新,就是要使用新的技术替代传统的技术,而现在正是使用新的替代技术的最佳时机。我们看到,目前中国市场已经拥有了很多好的原材料供应商,他们提供的产品,无论是纤维还是树脂,都具有较高的品质,如果能够做到选材正确、设计合理,那么采用国产材料就能够满足使用要求,确保复合材料的成型厂商以最低的成本生产出最优质的轻量化复合材料部件,这对于未来意义重大。

HRC的特长是复合材料快速成型,而我们的特长是复合材料本身及零部件的设计,尤其在材料表征、材料组合分析和测试方面经验丰富。因此,我们双方的结合,打通了从选材、设计直到大批量生产这一流程的所有关键环节,能够给整车厂提供低成本、高效益的减重方案。明年,随着HRC与弗劳恩霍夫化学技术研究院合作的汽车轻量化先进复合材料研发中心(ACTC)建成运营,我们在中国本地就能够提供包括技术咨询、原材料选择和测试,以及设计和大批量生产在内的全方位的服务。

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HRC总裁顾勇涛先生与Engenuity创始人之一、业务总监Graham Barnes先生签署收购协议

AI:在全球汽车复合材料的设计领域,贵公司处于怎样的市场地位?

Graham Barnes先生:我们是从赛车复合材料部件的设计起家的,曾为F1及勒芒赛事设计过一些底盘部件、车身覆盖件,也做过日本的赛车业务,之后,我们将业务扩展到了全球的OEMs厂商,至今已有25年的历史。因此,我们在全球范围内是少有的一家专注于汽车复合材料的设计、选材、分析和测试的公司。凭借25年的经验积累,我们有信心与量产的OEMs合作,帮助他们做好复合材料汽车部件的前期开发工作。

AI:与赛车相比,量产车的复合材料部件设计会有哪些不同的考量?

Graham Barnes先生:赛车和量产车对安全和性能的要求基本是一样的,只是量产车更注重成本的降低,因此在选材和设计上要更多地考虑成本因素,特别是材料的分析和选择至关重要,这需要经验积累。

AI:你们如何通过设计来实现更有竞争力的成本?

Graham Barnes先生:在大批量的生产中,最大程度地降低成本,这是我们进行汽车复合材料设计的重中之重。为了做到这一点,我们力求平衡好减重、性能和成本之间的关系,其中一个途径便是在合理的地方运用合理的材料,在满足性能要求的前提下,合理使用碳纤维。比如,我们设计的一个二次注射塑料的混合材料部件,重量只有1.1kg,而其中碳纤维的用量仅105g,相比全碳纤维的部件,成本大幅度降低,但是却极大地提高了部件乃至车身的力学性能。

总之,25年的经验积累使我们能够最恰当地应用碳纤维,同时我们也确信,HRC有能力通过大批量的生产来提供非常有竞争力的成本。

AI:您是否认为汽车复合材料的设计是一项充满了挑战同时也充满了乐趣的工作?在设计过程中,通常会涉及哪些主要步骤?

Graham Barnes先生:汽车复合材料的设计,是一项创造性的工作,的确具有挑战性,但搞懂之后也会带来很大的回报。

开展汽车复合材料的设计,没有固定的套路,不同的产品,不同的要求,会有不同的设计过程,而为了达到设计目标,通常需要在不断的变化中来优化设计。应该说,汽车复合材料的设计是根据客户的要求而作的一个订制化的设计过程,每一次都不一样。

AI:我想,一家复合材料的设计公司,应该是一个集大成者,对汽车、材料、机械乃至成型都有所了解或精通,您认为是这样吗?

Graham Barnes先生:我们公司的确有一些人,他们的综合知识和能力都很强,但你不能指望招来的人一开始就具备这种能力,他们要么只了解汽车,要么只了解材料、机械或其他方面的知识。对我们而言,重要的是,如何通过培训使他们具备自我解决问题的能力,以及如何将每个人的知识有效地整合起来,从而在设计开发过程中发挥他们各自的优势。

AI:你们是否也有一些自身独到的技术?

Graham Barnes先生:是的。我们开发了一套专利的材料测试和表征软件,它能与传统的商业软件相兼容,用于复杂的材料测试甚至整车碰撞测试中,以此来预测材料的固化和变形等,从而帮助我们选择正确的材料,这项技术已在过去的一些项目中得到了验证。此外,我们还开发了一种专利的分析软件,能够针对随机分布的短切纤维进行仿真分析,模拟纤维取向和最终制品的性能,确保设计合理,这主要适用于玻璃纤维和碳纤维的SMC。

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Engenuity材料分析图谱

AI:可否分享一些成功的案例?

Graham Barnes先生:你知道,欧洲对保密的要求是非常严格的,所以我不能介绍具体的案例,但可以说,当我们第一次涉足赛车业务的时候,我们的设计就帮助客户实现了最佳的减重效果,这也坚定了我们对自身业务的信心。另一个例子是,我们曾经设计的一个复合材料部件,是唯一通过整车侧面碰撞测试的复合材料部件,至今还无人超越。

AI:您如何看待复合材料在汽车行业的应用前景?您又如何看待碳纤维的应用前景?

Graham Barnes先生:复合材料的未来,取决于它所能发挥的作用,比如在减重方面,需要平衡好成本与性能、功能之间的关系,如果这些平衡做好了,我认为复合材料的前景是非常广阔的,能够得到大规模的应用。

当然,材料的选择要基于产品的需求。碳纤维轻质高强,毫无疑问是当前最适合制作结构部件的材料,比如A、B、C柱等汽车加强件,但问题是碳纤维的成本相比传统的金属材料仍然较高。今后,随着碳纤维成本的降低,用它来制作白车身会带来很大的减重潜力。虽然如此,并不意味着未来没有新的更具成本优势的材料出现。总之,材料和技术总是在不断地进步。

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Engenuity在2018中国国际复合材料展会上展出的复合材料C柱加强板及附件

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Engenuity通过精准的复合材料C柱加强板设计,将车身扭转刚度提高了7.5%

AI:要使复合材料在汽车行业得到大规模的应用,您会给出怎样的建议?

Graham Barnes先生:保持开放的心态非常重要!无论是选材、结构设计还是生产工艺等,都要勇于去尝试,这是一个逐步递进的过程。