为小众和电动汽车开发的轮毂进入了下一开发阶段

作者:本刊编辑 文章来源:PT塑料网 发布时间:2021-05-06
ACRIM-Wheel是为小众汽车和电动汽车而开发的商业上可行的低成本轻量化全复合材料的轮毂,随着50个轮毂的生产,其开发将进入下一阶段。

ACRIM-Wheel是为小众汽车和电动汽车而开发的商业上可行的低成本轻量化全复合材料的轮毂,到今年年底,随着50个轮毂的生产,其开发将进入下一阶段。

在采用Gordon Murray Design公司的iStream Superlight技术制造的一款独特、多功能自动驾驶车辆MOTIV上,两套二次成型的RTM轮毂将得到测试鉴定。

图1

多功能自动驾驶车辆MOTIV

图2

ACRIM-Wheel全复合材料轮毂

由Carbon ThreeSixty、Far-UK、Composite Integration和CNC Robotics组成的轮毂开发联盟,连同首选的树脂配方生产商Bitrez Ltd一起,已开始该项目第二阶段的工作:对获得概念验证的ACRIM轮毂进行开发和验证,以证实其与现有全球市场上的产品相比在大幅降低成本方面的可行性。

首席项目合作伙伴、专门从事先进复合材料结构设计与制造的Carbon ThreeSixty公司的总经理Edward Allnutt说:“这一世界上首款专门用于电动和小众汽车的全复合材料轮毂已向前迈进了一大步,而且我们可以自信地说,与市场上任何其他产品相比,它能显著降低成本。它还可以批量生产,并为OEMs提供巨大的灵活性,这的确是轮毂设计与制造的巨大飞跃。”

正在开展的研究将有助于低产量的小众汽车制造商们更广泛地获得关键的轻量化技术。此前,该产品开发联盟已有一些重大发现,其中的一个亮点是,ACRIM的模块化概念为轻量化全复合材料轮毂的造型和配置带来了巨大的灵活性,这使该联盟义无反顾地走上了减重的技术路线,比如,一个15英寸(381mm)的轮毂可减重50%,如果转换成汽油或柴油驱动的车辆,意味着可以减少5%的燃油消耗和5%的CO2排放。

已于2020年夏季开始的该项目下一阶段的工作旨在降低生产成本,缩短生产周期,主要途径包括:加工一种含有模内脱模剂的三组分环氧树脂系统;利用活塞泵技术,通过在浇注前(计量、混合、预热和脱气)加强对树脂预处理的控制与监测,确保获得可重复的高质量层压结构;利用模具压力闭环控制系统提高成品率。

Far-UK公司的总监Kevin Lindsey博士补充说:“Far-UK很高兴看到这个项目取得的进展。我们深信,联盟所具有的技术实力将有助于该项目的进步,以获得全碳纤维的轮毂,帮助客户实现减重目标,同时确保使用的经济性。”

CNC Robotics公司的总经理Philippa Glover说:“ACRIM项目二期为证实机器人在复合材料部件的修边、钻孔等二次操作中所具有的优势带来了机遇。在这些应用中,机器人是取代传统机床的更加经济的方案,有助于降低这类部件的总体制造成本。”

该生产规模扩大计划还旨在证明机器人能为二次加工和最终的修边带来足够的精度和可重复性,其快速而灵活的操作使得减少对熟练工人的需求成为可能。

目前,该产品还在进化之中——该联盟正在通过对可制造性的自动分析,特别是通过CFD材料流动分析,来优化该部件的设计,以最大程度地减轻重量、降低成本。该联盟还计划证明该新型二次成型工艺在制造高可靠的结构部件方面所具有的稳定性。

模块化的概念使得轮毂的创建过程从传统的由螺栓将中央的金属部分连接到复合材料圆筒上的两片式结构(这是成熟、低风险的体系结构)变成为最终的二次成型的全复合材料的轮毂。

从二次成型SMC的中央部分变成连续纤维RTM的圆筒,这在早期就预示出了可提高产能并缩短生产周期。ACRIM模块化平台还可以使OEMs根据他们的颠覆性创新愿望,针对指定的轻量化轮毂制造采取分层次的方法。

Bitrez Limited的复合材料树脂销售经理Dominic Hopwood说:“我们为一期项目订制的环氧树脂系统帮助该项目实现了高性能和低成本的目标。建立在ACRIM 项目一期成功合作的基础之上,Bitrez欢迎有机会继续作为首选的分包树脂供应商参与到ACRIM项目二期之中。”

Gordon Murray Design的研发总监Andy Smith补充道:“Gordon Murray Design很高兴能参与ACRIM二期项目。我们iStream技术的重点是实现汽车轻量化,这对于像MOTIV之类的电动汽车以及其他自主驾驶平台而言都非常重要。评估商业化可行性的机会使得轻量化的碳纤维轮毂对于未来的项目而言是无价的。”

这一首款为电动和小众汽车如无人驾驶汽车、最后一英里送货车、道路清扫车和下一代农用车而开发的商业上可行的、低成本轻量化全复合材料的车轮很快就会成为现实。

以前,轻量化的碳纤维轮毂主要被用于对性能要求高的赛车和高性能汽车上,现在正在为电动汽车和小众车辆市场所关注,因为OEMs希望进一步降低燃料消耗和排放,延长续航里程并增加载货量。

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