Rassini混合板簧安装在福特F-150卡车上Rassini的1+C混合板簧采用单钢抛物面主板和平板玻璃纤维复合材料辅助板，为福特F-150皮卡的后轮提供悬架。
2016年，福特汽车公司（美国密歇根州迪尔伯恩）向Rassini International公司（美国密苏里州普利茅斯）提出挑战，要求其减轻F-150皮卡后悬架的重量，这是该汽车制造商的旗舰和标志性卡车。北美最大的钢板弹簧和其他悬架部件供应商Rassini向福特提出了实现这一目标的几种选择，但倾向于将传统钢板弹簧与复合材料“助手”相结合的解决方案，这是一种多材料解决方案，代表着汽车复合材料终端市场的重大增长机会。
Rassini公司钢板弹簧工程副总裁兼轻量化研发总监Brent Collyer表示，该公司在汽车供应链中的地位使其成为寻求创新解决方案的原始设备制造商的天然合作伙伴。Collyer说：“当福特工程部考虑如何使用下一代产品来满足板簧的悬架需求时，他们会首先来找我们。”“他们在下一代F-150卡车的底盘上有一些非常激进的轻型目标……他们想知道我们有什么想法。”
Rassini向福特提出的方案是横跨机动运输历史的板簧演变的逻辑延伸。早期的板簧设计依赖于使用多个恒定厚度的钢板，这些钢板堆叠并捆绑在一起，随着有效载荷的增加，钢板依次接合（从上到下）。多年来，随着钢材质量的提高，包装中的钢板数量逐渐减少，因为它们能够用更少的钢板承受相同的载荷。
Rassini在墨西哥Piedras Negras的三个高度自动化的HP-RTM工作站中为1+C混合板簧制造玻璃纤维/环氧树脂辅助板。每个工作站使用一个10腔模具，整个工厂每年生产80多万块复合辅助板。
Hotchkiss悬架主要用于卡车和厢式货车应用，在这些应用中，车辆设计为在不同的有效载荷和拖车牵引条件下运行。全尺寸皮卡的典型板簧采用2+1设计，包括两块连接在一起的弯曲钢板主板和一块连接在主板底部的扁钢辅助板。主板长约2.0米，宽约70毫米，当处于自由、无应力位置时，其端部呈宽“U”形弯曲；辅助板通常在其自由位置是平的。
2+1弹簧结构通过主板的端部连接到转向架上；有一个安装在每个后轮内侧的板簧，弹簧的中间刚性连接到一个实心后轴上。主板完成了悬架系统中的大部分工作，但当车辆装载有效载荷时以及在道路负载的大悬架铰接过程中，辅助板会接合。因此，当悬架加载时，辅助板是最后一个要结合的结构构件。这不是小事。像F-150这样的车辆上的Hotchkiss悬架必须承受六个自由度（6D0F）的载荷和力矩：三种载荷情况是垂直、纵向、横向，以及三种力矩情况是侧倾、俯仰和偏航。
Collyer说：“钢板弹簧是一种多功能悬架部件，它不仅能满足垂直行驶负载情况下的弹簧要求，而且弹簧实际上也是一个将车轴连接到车辆的梁元件，因此横向和纵向负载/力矩也会受到弹簧的反作用。”
Rassini为2021车型年款F-150设计的多材料板簧代表了2+1设计的进一步发展，并围绕着两项减重创新展开。它被称为1+C，具有一个单一的钢主板和一个复合辅助板。这些部件中的每一个都占整个结构中节省的重量的大约一半。单钢主板具有抛物线锥度，可优化材料性能，并提供所需的大部分承载能力。玻璃纤维增强塑料（GFRP）辅助板在重载条件下接合。
复合辅助板在与钢主板组装之前，在数控机床中通过修剪和钻孔完成。Rassini是北美最大的钢板弹簧组件制造商，其墨西哥工厂有生产额外复合材料辅助板的扩张能力。
Collyer说：“我们可以做全复合材料弹簧，也可以做全钢弹簧，或者我们可以做混合弹簧，这就是福特在这辆车上选择的。”“主叶片仍然是钢的，辅助叶片变成了复合材料。”Collyer强调，高强度钢的抛物线锥形厚度本身就提供了显著的强度和重量节约。他说：“通过这种设计方法，弹簧梁的应力分布得到了充分优化。”“我们使用最先进的材料来实现尽可能轻的重量，因此基本上我们已经完全优化了材料的设计和使用。”
M&P注意事项
Collyer表示，Rassini在设计复合材料辅助板时考虑了几种材料选项，但最终选择了由SGL Carbon（Wackersdorf，德国）提供的无卷曲织物E玻璃，该玻璃注入了西湖环氧树脂（前德国杜伊斯堡Hexion）的EPIKOTE树脂TRAC 06150环氧树脂系统。Collyer报道称，碳纤维曾被考虑过，但他表示，材料的成本并不支持这一商业案例。
随着材料的选择，Rassini不得不完成复合辅助板的设计。这里的挑战围绕着这样一个事实，即GFRP的弹性模量远小于钢的弹性模量，后者与弹簧刚度成正比。Collyer说：“我们需要助手的弹簧刚度与钢制版本相同，所以我们必须用GFRP使其更厚，以使其弹簧刚度-载荷-挠度曲线匹配。”
复合材料的模量性能也推动了多材料弹簧的设计偏好。如果弹簧是由全复合材料制成的，那么悬架将需要改变结构以适应更宽的GFRP主板。Collyer解释道：“钢板弹簧之所以在主板中，是因为它需要横向载荷。如果主板中有一个与钢板弹簧宽度相同的复合材料，由于复合材料的模量较低，悬架的横向刚度会较低。因此，我们可以用复合材料制作主板，但我们必须使其更宽，以补偿和保持车辆的横向性能。这意味着悬架结构更加复杂，以封装更宽的弹簧。”
Rassini制造的每个复合材料辅助板在交付给福特之前都要经过负载测试。复合辅助板，再加上钢主板材料和设计的进步，使福特能够从其F-150皮卡上消除16公斤的质量。
Rassini开发的最终复合辅助板长1.0米，宽70毫米，厚30毫米，约为其前代钢的1.7倍，但仍轻53%。结合主板设计的优化所带来的重量节约，Rassini为福特实现了每辆车约16公斤的总重量节约。Collyer承认，复合材料辅助板的成本很高，但考虑到重量节省，这是福特可以接受的溢价。这有助于减少温室气体（GHG），并为未来制定更严格的CAFE和排放标准。Collyer说：“市场开始接受这些减肥机会的每公斤一定美元的溢价，当你可以在一个项目中做到这一点并获得16公斤时，这将成为一个非常有吸引力的商业案例。”
Collyer说，下一个挑战是开发一种能够满足F-150产品线高产量的制造工艺。Collyer表示，最初的产品开发和原型设计使用了手工铺设的预浸材料。然而，由于Rassini考虑大规模生产，它必须进入高容量、自动化、高度可重复的工艺，因此选择了高压树脂转移模塑（HP-RTM）。Collyer说：“对于这个特殊的项目，由于数量的原因，HP-RTM提供了最好的商业案例。”“预浸料每年可用于10万个或更少的弹簧。由于该项目的规模很大，我们需要更多的东西。一旦你每年获得超过10万个预浸料，HP-RTM就开始看起来很有吸引力。”
Rassini与moldmaker Alpex Technologies GmbH（Mils bei Hall，Austria）和机械供应商FILL Gesellschaft GmbH，就在格兰德河对岸，得克萨斯州拉雷多和德尔里奥之间。三个HP-RTM单元中的每一个以每年约28000-30000次循环的速率操作10腔模具，每年的总容量为84000-900000个辅助板。每个复合材料辅助板在运往福特之前也要进行负载测试。
Rassini于2018年在墨西哥科阿韦拉的PiedrasNegras建造了这座52000平方英尺的工厂，其唯一目的是为1+C混合叶片弹簧制造复合辅助板。高度自动化的制造仅在装载玻璃纤维卷和卸载成品零件时需要接触人工
Piedras Negras工厂可以说代表了汽车应用复合材料制造的未来。这座52000平方英尺的工厂于2018年3月投产，当时三条HP-RTM生产线中的第一条开始运营。到2020年3月，这三条线路都已开通运营，根据需要还有第四条线路的空间。而且，该设施周围有足够的土地，其规模几乎翻了一番。Collyer说，复合材料辅助板是目前工厂生产的唯一零件，由于自动化程度高，操作员通常在流程开始时（装载NCF辊）和结束时（拉动成品零件）与设备互动。
这16公斤的重量节省是如何转化为福特及其客户的切实利益的？Collyer表示，Rassini无法分享福特的具体数据，但它可以分享关于皮卡等轻型车应用的假设案例数据。例如，假设一辆燃气汽车在其使用寿命内平均每加仑行驶20英里，平均车辆使用寿命为150000英里，使用轻型钢板弹簧的车辆数量约为250万辆。该车队节省了16公斤的重量，估计在车队使用寿命内可节省75.8万吨二氧化碳排放和3.22亿升燃料。
福特F-150是在该公司的P702平台上制造的，预计该平台将在其整个使用寿命内使用Rassini1+C混合动力板簧
Rassini在设计和开发F-150片簧方面的创新并没有被忽视。该公司在2021 SPE汽车复合材料大会和博览会（ACCE）以及2021 SPE创新奖竞赛和颁奖典礼上获得了奖项，赢得了底盘硬件类别和大奖。Rassini还因其多材料叶片弹簧组件获得了2021年Altair启蒙奖。
Rassini指出，现在它已经成功地执行了这个令人兴奋的复合材料轻量级项目，人们意识到这项技术可以扩展到其他产品。Collyer表示，该公司愿意寻求行业可能需要的其他轻量化发展。
