元素汽车公司的设计师利用创新的制造技术,在其RP1轨道聚焦公路车中扩展碳复合材料的使用。量身定制的纤维铺放创造了一种具有成本效益,强大而坚固的解决方案,以前在成本和脆弱性的基础上排除了碳纤维。

元素公司在RP1跑车中增加碳复合材料使用率-复合材料网

德国TFP机床制造商ZSK最近的改进TFP生产工艺的发展现在意味着碳复合材料可用于许多应用。

“TFP完全改变了我们对碳复合材料如何帮助实现重量和成本目标的看法,”Elemental的复合材料经理Peter Kent说。“我们发现它可以非常快速地创建预制件,具有成本效益且非常耐用。由此产生的元素RP1结构后部车身足够坚固,可承受广泛的石屑等冲击,并具有复杂的3D形状和复合曲线。这与碳纤维部件的传统特性不一致。“
Shape Group利用ZSK的技术开发了TFP设施,该技术已经开发了许多创新,以实现可扩展的大规模生产。基于刺绣工业中使用的技术,TFP涉及将碳纤维线或粗纱铺设到基底上以制造“净形状”的二维预制件。与传统方法相比,浪费,处理和复杂性都得到了减少,传统方法逐渐建立了碳纤维垫层,作为劳动密集型过程的一部分。TFP具有额外的优势,允许复杂的3D形状通过巧妙的纤维铺设和缝合在模具中出现,同时制造预制件。

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Shape Group专注于碳复合材料模具,并拥有一个专门设计和制造TFP组件的部门。董事总经理彼得麦考尔表示,考虑TFP的动机来自他作为一级方程式首席设计师的时间。

“传统方法可能非常有限,不仅在设计和成本方面,而且在材料的性质方面,它是脆性的,不能承受敲击或磨损。我确信必须有一个更好的方法。“McCool发现ZSK的TFP解决方案是完美的选择:”一种可扩展,灵活且具有成本效益的技术,为碳复合材料开辟了许多新的机会。ZSK努力使该过程高效,高重复性和内置质量控制。“
传统
的驱动效率传统的碳复合材料制造方法涉及复杂的切割和手工铺设工艺,在使用前可以看到超过三分之一的材料被浪费。由于碳在纤维方向上最强,因此精确定向对于提供强组分至关重要。

McCool解释说:“手工铺设是劳动力和能源密集型,容易出错,考虑到零件的强度,结果往往不是最佳的。” “这导致过度设计的设计与额外的层。然而,TFP允许我们精确对准光纤以优化强度,承受元件上的负载并加快开发和制造时间。“
彼得肯特同意。“我们已经能够使用TFP设计一种带有Shape的碳纤维复合材料车身部件,它可以作为结构部件,承载车身和后行李箱,以及相当大的空气动力。”
TFP包含热塑性树脂,有助于克服传统上与碳纤维相关的脆性。它在废弃物回收方面也具有显着的优势,因为碳可以在约300°C的温度下从加热的组件中熔化并回收,而不是填埋。

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正如彼得·肯特所展示的那样,这项技术能够创造出比热固性替代品更加坚固的材料:“我们从开发车中取出一个部件进行检查,并且没有标记,”他总结道。“在Elemental,我们给人留下了非常深刻的印象 - 使用TFP可以用碳纤维制造这么多零件。这真的非常令人兴奋。“