探访本特勒西格里工厂:CFRP的生产和MSS组装

作为大批量生产CFRP结构件的先锋,本特勒西格里(BENTELER SGL)令工业化的以及多种材料的组装件的生产看起来非

作者:CompositesWorld GINGER GARDINER(本刊编译) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-04-04
本特勒西格里(BENTELER SGL)采用条形码、RFID和基于GPS的系统,对材料和模具进行追踪,以保持高效生产和每个部件的数字主线。

CFRP的生产

进入CFRP生产区,左边是一个自动化的切割站,拥有一个长的操作台,多达10层的材料能够按照生产部件的要求被同时切割,当然,最常见的是切割4~7层。一台机器人将成卷的增强材料从沿北墙摆放的库存货架上拉出来。每一个料卷都要经过扫描,以进入数字化的企业资源计划(ERP)软件中,目的是跟踪库存和整个生产,同时也为每个部件建立数字化的“纸质追踪文件”。每个部件的末端都会有条形码,以记录材料和料卷的数据。

保持高效生产和每个部件的数字主线
追溯产品和数据:本特勒西格里(BENTELER SGL)采用条形码、RFID和基于GPS的系统,对材料和模具进行追踪,以保持高效生产和每个部件的数字主线

预切好的材料叠层被放到一个手推车上,然后推车走几英尺到达一台热压机旁,这些叠层在此压机中被固结为预成型件。在参观中看到的这些处在生产中的部件,由人工操作进出压机,但Ascher说,如果产量足够高,会采用自动化的操作方式。然后,这些预成型件被送入两台HP-RTM压机中。

设备机修车间就在CFRP生产区之外,位于工厂的东北角。由此穿过过道,就是湿法模压区。“汽车地板部件的形状很适合湿法模压。”Ascher表示。像沃尔沃板弹簧生产线一样,树脂储存和计量/混合等功能均被安排在了1、2层楼之间的阁楼上,以节省空间,并借助于重力来将树脂输送给压机。这一单工艺的单元包括两条湿法模压生产线与集成的用于自动传送的机器人。两台压机构成了矩形生产单元的两个后角。一台加料机器人处在中心位置,将树脂应用到预成型件上,然后将它们送到两个工作台上——一个针对左边的压机,另一个针对右边的压机。另外两台机器人,位于每台压机的前面,将浸润的预成型件从工作台送入压机中,然后将固化后的部件取出、送到成品手推车上。湿法模压生产线上的每一个部件都会得到检测,以检查其平面度、尺寸和形状,然后进行修边和加工。

MSS组装

本特勒西格里(BENTELER SGL)的加工区位于工厂的东头,有4台CNC加工台架,包括两台普通铣床和两台水切割系统。

现在开始向西走,按长排布置的6个生产单元进入视野,这些生产单元被用于组装奥迪“模块化的跑车系统(简称‘MSS’)”平台的后架和B柱,以组装成一个一体化的增强三明治部件。

奥迪MSS平台的后壁奥迪MSS平台的后壁(上图)集成了由42个预成型件制成的27种RTM 部件和242个外协组件,自动化的装配单元(中)和粘接夹具(下),完成了该模块的17个接头的粘接,以及对粘接的紧固件和机械紧固件的安装

有几个原因令该一体化的部件与众不同:

首先,作为为奥迪、保时捷和兰博基尼的多款车型规划好的一种通用架构,MSS后壁集成了由42个预成型件制成的27种RTM部件,包括:左、右支柱,4个背板组件,以及两个组件——每个用于左边和右边的上B柱。该一体化部件被用于兰博基尼Huracan和奥迪R8,它还为本特勒西格里(BENTELER SGL)及其合作伙伴——奥迪汽车公司(德国因戈尔斯塔特)和赢创(德国埃森)赢得了2016 JEC创新奖。仅此一种部件,本特勒西格里(BENTELER SGL)每年就会在Ort工厂制造超过311000个预成型件和20万个复合材料部件。

第二,用于MSS复合材料组件的生产工艺(名为“超级RTM”)包括开发纤维形式、快速固化的树脂和低密度的泡沫芯材,以及一体化的紧固件。据奥迪介绍,这些技术的结合能够为大批量的生产开发差异化的结构,从而不受长的循环时间限制,为单体结构提供轻量化和高性能,并因此可实现小批量的生产。据介绍,主要的挑战是,要在短的加工窗口内,实现树脂对复杂的、拥有泡沫芯层的并集成了嵌件的部件的渗透。因此,关键是要在树脂浇注期间,通过模内传感器对工艺进行控制,而本特勒西格里(BENTELER SGL)对此已非常精通。

第三,这个例子表明本特勒西格里(BENTELER SGL)有能力管理好多种材料制造的各个方面。“这是我们目前制造的最复杂的部件。”Ascher表示。的确,生产MSS模块需要管理好4种衍生产品,使用242种外协组件,许多由铝制成,而且需要17种通过146道粘接操作实现的粘接接头。该一体化部件的开发始于2009 年,并于2013年投入生产。“这一部件与我们的竞争产品形成了差异。”Ascher说,“我们知道如何将铝整合到部件的结构功能之中,以及如何采用粘接和机械紧固件,来自动化地完成复杂的组装操作。通过这项开发,我们两家合作伙伴积累了广泛的经验。”

CFRP部件是采用聚氨酯粘合剂进行粘接的,但在最终的总成中,还应用了粘接的紧固件和机械紧固方式。在自动化组装单元的对面,可以看到装满紧固件的箱子。在其中的一个单元中,一台机器人正在应用聚氨酯粘合剂。该单元的自动门开着,一名工人熟练地操作用于粘接的金属夹具,将它的两翼和后部闭合到复合材料的主体部件上。在施加粘合剂时,该夹具对复合材料的主体部件进行固定和定位。在粘合剂固化的过程中,将随后的组件摆放到位并固定住。该总成是在后续的单元中被构建起来的,包括一些紧固件的安装。

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…