迈凯伦汽车公司(位于英国萨里郡沃金)宣布,其已研发出一种“全球首创”的制造方法,将受航空航天领域启发的碳纤维生产工艺进行规模化应用,用于量产超级跑车的制造。这种名为自动快速铺带(ART)的专业制造工艺,将被用于改进迈凯伦未来的车型。迈凯伦汽车公司生产超高性能的轻量化超级跑车。该公司于2010年成立,如今已是迈凯伦集团最大的业务板块,它整合了四十多年来在赛车和汽车领域利用碳纤维在减轻重量、提升性能以及增强结构强度方面优势的经验。迈凯伦表示,其制造的每一辆汽车都基于碳纤维单体壳结构。
自动快速铺带(ART)方法的灵感来源于航空航天行业运用超精密制造方法来打造定制碳纤维结构的能力,这通常是通过机器人铺设复合带材来实现的。不过,迈凯伦指出,航空航天行业的工艺是自动快速铺带(ART)方法更快速、高生产效率的版本。
如今,自动快速铺带(ART)技术已整合到迈凯伦复合材料技术中心(MCTC)。它使用一台专门设计的机器,该机器配备固定的铺带头和一个能够快速移动且可旋转的工作台,从而开创了一种更快速的制造工艺,适用于汽车制造以及高速率的复合材料制造。它能够实现定制化的纤维铺设,从而为满足承重或刚度要求创造新的可能性,而这些是传统手工铺设方法无法做到的。自动快速铺带(ART)方法还通过让工程师摆脱统一材料的限制来鼓励创新。对复合材料内的纤维取向进行特定调整,可实现各向异性刚度——即在特定方向上增强刚性,同时在其他部位保持柔韧性。这为设计承受高负荷、复杂的空气动力学部件开辟了新途径,而且这些部件在外观上也可以做到与众不同。
此外,迈凯伦表示,这种工艺能够优化强度重量比;纤维可以集中在承受高应力或高负荷的区域,比如接头处、边缘或连接点,进而能够去除低应力区域中不必要的材料。据报道,在使用迈凯伦自动快速铺带(ART)碳纤维制造零部件时,由于铺设的是定长的干态复合带材,产生的无法再利用的不规则边角料大幅减少。用于对零部件进行铺层的干态带材原材料,高达95%都被用到了最终的零部件上。这种自动化工艺还减少了因人为失误导致的定位不准确和材料损耗,确保最终的铺层在设计公差范围内,从而最大限度地减少废品率。自动快速铺带(ART)的自动化部分还能提供实时监测和控制,确保工艺参数始终一致,并优化零部件质量。
迈凯伦表示,自动快速铺带(ART)技术缩短了制造时间并降低了成本,这使得在汽车更多部位更广泛地使用碳纤维成为可能。除了碳纤维单体壳之外,例如,更广泛地使用由迈凯伦自动快速铺带(ART)碳纤维制成的超轻车身面板,也变得更加可行且具有成本效益。一台高速率铺设原型机已经安装在了迈凯伦复合材料技术中心(MCTC)。迈凯伦称,自动快速铺带(ART)技术的首次应用设备将在2025年晚些时候升级为一台工业规格的机器,届时制造能力将得到提升。
首批采用迈凯伦自动快速铺带(ART)碳纤维的迈凯伦汽车将是迈凯伦终极超级跑车,以及“1”系列的下一款车型——迈凯伦W1。主动式前翼组件中的固定翼面是汽车空气动力学套件的一个重要组成部分,它能够产生高达1000千克的下压力。得益于迈凯伦自动快速铺带(ART)技术带来的更高刚度,该固定翼面的刚度比同等的预浸料部件高出10%。目前正在考虑为W1的量产车型使用更多由自动快速铺带(ART)碳纤维制成的部件。
(转自:复材网)