意大利“汽车谷”中的一个坚定的支持者打开了讨论和探索该公司在高性能汽车和其他应用的复合材料制造历史的大门。

Bucci Composites总部位于意大利法恩扎，位于意大利汽车谷的中心地带，成立于20世纪80年代末，为一级方程式赛车制造零部件。它最终开始为法拉利、兰博基尼和保时捷等高端汽车原始设备制造商生产复合材料零件。Bucci以其专业技术和高质量制造能力而闻名。

即使汽车应用中大容量复合材料的未来取决于电池电动汽车(BEV)，重要的是回顾一下，汽车复合材料是在几十年前从高性能市场起步的，从F1赛车开始，最终进入高端跑车市场。作为汽车复合材料使用的先驱，Corvette (克尔维特)经常首先出现在人们的脑海中，但碳纤维汽车结构的严肃、持续和高度工程化的使用曾经并将继续受到以生产高性能、高价值汽车而闻名的汽车原始设备制造商家族的最热烈欢迎，如兰博基尼、法拉利、玛莎拉蒂、保时捷、迈凯轮、阿斯顿马丁、杜卡迪等。

多年来，这一高性能跑车市场的核心一直是“汽车谷”，意大利北部的一个地区是许多知名汽车制造商的所在地，这些汽车制造商包括兰博基尼、法拉利、玛莎拉蒂、达拉拉、帕加尼等。汽车谷横跨一系列城镇，从该国东海岸的里米尼延伸约200公里，沿直线向北和向西延伸，经过塞塞纳、芬扎、福尔、博洛尼亚、摩德纳、雷吉奥·埃米利亚和帕尔马，最后到达皮亚琴察。

意大利著名的汽车谷从该国东海岸的里米尼一直延伸到米兰郊外的皮亚琴察，全长200公里。许多高性能跑车OEM及其供应链都位于Motor Valley。Bucci Composites位于博洛尼亚东南部的Faenza。

与美国底特律一样，Motor Valley的高集中度原始设备制造商催生了丰富的供应链，该供应链有着悠久而成熟的制造零件和结构的历史，这些零件和结构用于制造兰博基尼Diablo(1990-2001)、法拉利F40(1987-1992)和玛莎拉蒂GranTurismo(2007-2019)等标志性跑车。所有这些车辆都是著名的空气动力学造型，高度轮廓的机构和嗜好的高速。他们还以集成先进材料而闻名，这些材料可同时提高车辆性能和美观性。

Bucci复合材料已建立

1988年，在博洛尼亚和福尔之间的法恩扎镇的汽车谷成立了一家名为Bucci Composites的公司。该公司的第一批客户是一级方程式赛车，它开发的第一辆街车是法拉利F40，接着是1994年的F50。此后，公司发展迅速，增加了其他客户和终端市场，包括一些航空航天、船舶和工业零件。Bucci Industries于2000年收购了该业务，并将其加入一个更大的制造公司组合——Iemca、Giuliani、Sinteco、Vire，这些公司主要专注于基于金属的制造和装配技术。

尽管Bucci的绝大部分收入来自于为客户所做的工作，但该公司已经开发了自己的碳纤维车轮，以努力创造直接收入。这款22英寸的车轮将作为Bentley Bentayga SUV的选装配置提供，并将销往汽车售后市场。

Bucci Composites的总经理安德烈·贝德斯基是这次CW参观的导游，他于2004年受聘管理和发展复合材料业务。他说，虽然他有丰富的商业和制造经验，但他对复合材料和工艺的知识是不存在的。他花了整整一年的时间来加快复合材料并购的步伐，掌握公司在市场中的地位，并制定了前进战略。当时的业务规模相对较小，贝德斯基的任务是制定增长计划。

最终，贝德斯基说，他认可了Bucci Composites作为复合材料零件和结构的技术稳健和有能力的设计师的强大传统，并将其与高质量、中等批量的制造能力相结合。除此之外，他还推行了一项强有力的客户整合战略，即致力于与客户建立伙伴关系，这已成为公司今天的一个标志。

贝德斯基承认Bucci的服务价格相对较高，但认为该公司的客户得到了他们所付出的；Bucci面向寻求和要求高度胜任复杂复合材料结构设计、工程和制造的客户和应用。

Bucci在法恩扎拥有两个11000平方米的设施，提供预浸料手工铺层、热压罐固化、压力成型和树脂转移成型 （RTM）。该公司使用四个切割台，每栋楼两个，来切割帘布层。

如今，Bucci Composites是一家一流的复合材料制造商，年营业额为3000万欧元，拥有250名员工，拥有两个11000平方米（108000平方英尺）的制造设施和生产能力，包括压缩成型、高压树脂传递成型（HP-RTM）、真空辅助RTM（VARTM）、片状模塑料（SMC）、块状模塑料（BMC）、手糊成型和热压罐固化。Bucci大约80%的收入仍然来自高性能汽车市场，在其他市场和应用程序中保持平衡，符合公司的形象。

Bucci在其主要设施内的1200平方米洁净室是该公司为热压罐固化零件进行预浸料手工铺层的地方。

值得注意的应用

那么，什么样的程序符合Bucci的特点呢？接近榜首的是法拉利488皮斯塔，其中Bucci制造复合材料后扰流板，发动机罩（引擎盖），前保险杠和空气动力学翼下的前保险杠。该车的生产速度为每天20台，预计使用寿命为4200台。另一个很好的配合是玛莎拉蒂Granturismo MC Stradale，其中Bucci制造碳纤维复合材料发动机盖和前分离器的速度为每天6台组。Bucci也是法拉利的合作伙伴之一，为Daytona SP3跑车制造复合材料零件。Daytona SP3跑车是一款限量版中置发动机赛车，于2021年底上市，旨在还原法拉利1968年推出的Daytona车型。

稍微超出Bucci典型应用范围的是2015年首次报道的CW产品——CIFA K45K混凝土泵送起重机的超大碳纤维臂。Bucci通过热压罐固化，以每年约80个台组的速度生产，长度从25米到100米不等。贝德斯基说，Bucci赢得这项合同是因为该公司为CIFA开发了一种解决方案，使吊臂长度减少25%，比钢吊臂长20%，这些好处远远超过了成本。

Bucci投入巨资招聘和培训铺放技术人员，与区域技术学校、大学和其他合作伙伴密切合作，寻找人才。Bucci的铺放技术员需要大约一年的时间才能达到完全的能力。

尽管Bucci已经为自己建立了利基市场，但该公司发现了每一家高科技、小批量制造商都发现的同样的事情：高度可变和高度不稳定的收入周期会对资产负债表造成严重破坏。贝德斯基说，这促使Bucci在几年前开始开发碳纤维汽车车轮，该车轮可能会在性能和成本方面挑战现有的铝制车轮，并为Bucci提供内部产品，以提供稳定的长期收入。从2015年开始，该公司花了几年时间评估碳纤维车轮的各种M&P组合，包括手铺预浸料和RTM。Bucci最终与研发专家Fraunhofer ICT（德国Pfinztal）和博洛尼亚大学（意大利）合作开发了一种Bucci认为可以销售的车轮，可用于OEM或汽车售后市场，或两者兼而有之。

Bucci采用了现成的ERP系统，创建了一个强大的工业4.0数据管理系统，以帮助公司跟踪每个零件的材料、模具和工艺使用情况。QR码用于整个制造过程，以提供Bucci客户要求的可追溯性。该系统还帮助公司提高了生产效率，减少了误差。

根据Bentley Motors的规范，Bucci完成了车轮的开发。最终产品直径为22英寸，具有碳纤维轮辋和10个碳纤维辐条。它采用手工叠层和高压RTM（HP-RTM）相结合的方式制造，与具有竞争力的铝制车轮相比，重量减轻了6千克。Bucci对其进行了全面测试，以确保其符合所有相关协议，包括非金属轮辋的新TUV标准。贝德斯基说，这并不总是容易的：“当你决定做一个车轮，你做所有的认证测试，你学到了可怕的事情，”贝德斯基打趣说，“你无法想象像这样的轮子需要满足的所有性能要求。”

2020年，宾利同意提供车轮作为其Bentayga SUV的一个选项。“我们花了七年的时间来完成这个项目，”贝德斯基解释说。“我们投资了很多钱。”

Bucci在其主要制造厂使用四台热压罐。最宽的，直径2.5米，是最大的。Bucci通常使用热压罐固化高度成型、体积小的零件。

经过一个月的初步营销沟通，通过宾利销售渠道，汽车制造商从其经销商收到了车轮的强烈的兴趣。事实上，客户对Bucci车轮选项的兴趣超出了预期，表明碳纤维车轮有一个可行的市场。

贝德斯基说，除了宾利之外，Bucci还将以20英寸车轮的汽车售后市场为目标，这一目标具有吸引力，因为那里的销量可能相当可观。贝德斯基估计，碳纤维车轮售后市场约为每年50000车轮，假设他们的价格适当。Bucci的售后车轮每套15000美元，贝德斯基称之为“合理”。但正是原始设备制造商的认可赋予了复合车轮的合法性，这就是为什么宾利如此重要。“如果你通过原始设备制造商，你可以挤压原始设备制造商的价格，”贝德斯基指出。“但是如果你去售后市场，你可以更好地管理车轮的价格。”

Bucci操作两个加卡龙压力机。该700吨压机用于在2500吨压力机中压制成型或RTM之前进行铺层预成型。为了证明对这些工艺中使用的钢制工具的投资是合理的，Bucci采用压力成型或RTM对轮廓不高且体积相对较大的零件进行加工。

在生产车间

在了解了公司、技术和产品定位之后，贝德斯基首先参观了公司主要生产基地。同样，Bucci分布在两座建筑上，彼此相距约一公里。每一个是11000平方米。

与大多数复合材料制造业务一样，我们从材料接收开始，将玻璃纤维和碳纤维（干燥和预涂）、树脂和其他材料交付给Bucci。贝德斯基指出，几年来，该公司一直使用“信息学”系统来跟踪Bucci的所有制造业务。该工业4.0软件是Bucci定制的现成ERP系统，使用应用于材料、工艺和产品的QR码记录制造数据点，并提供客户可追溯性。他说：“我们在一个提供零件完整可追溯性的系统上进行了大量投资。”。“所以，我们完全知道零件从头到尾发生的所有事情—使用的材料、使用的工具、制造零件的人，以及一切。

此外，信息系统有助于Bucci管理KPI并进行稳健的过程控制，这有助于Bucci识别和改进花费公司资金的程序，如真空装袋设置、模具清洁、材料处理和废料管理。它还允许Bucci在零件完成之前通过在整个制造过程中使用检查点来捕获过程错误，以确保遵循程序。“我们的客户知道我们控制过程非常好，”贝德斯基说。“有时，他们会感到震惊，因为我们非常可靠，能够向他们提供零件到底发生了什么情况的信息。他们相信我们掌握了整个过程。”

Bucci为法拉利、兰博基尼、杜卡迪等原始设备制造商所做的工作通常围绕着制造挡泥板（如图所示）、车顶、发动机盖（外部和衬里）、分离器和内部零件。

下一站是该设施的两个洁净室之一，其中包含两个Gerber Technology切割台，切割干燥和预包装的织物，以准备铺放或成型。下一个洁净室，1200平方米(13000平方英尺)，是最大的，它主宰了生产空间。里面是穿着实验室工作服的技术人员，他们在模具中铺设帘布层，并将热压罐固化的帘布层装袋。与材料接收一样，每次铺放都会获得一个QR码，用于识别铺放技师是谁、何时铺放、他们使用了什么材料等。贝德斯基在这里指出，Bucci目前最大的运营挑战是招聘、培训和留住合格的铺放技术人员。Bucci通过各种计划招募员工，包括与一级方程式车队Alpha Tauri和其他复合材料制造商合作，在当地技术学校招聘，以及在博洛尼亚大学开设复合材料硕士班。贝德斯基指出：“平均来说，一个工人需要一年左右的工作经验，才能在没有任何支持的情况下制造零件。”。“因此，我们正在努力做的是支持学校，鼓励学校跟随行业。”

参观的下一站是压缩成型/RTM区域。在这里，Bucci经营着两台大型Cannon SpA（Caronno Pertusella，意大利）压力机。其中一个是700吨的预成型机，当时正在为Bucci的一个汽车客户预成型碳纤维发动机罩外部。在此步骤之后，预成型件被转移到相邻的2500吨机器上，在那里成型过程通过RTM或压力成型完成。我们离开成型区，然后参观热压罐。Bucci在这里使用四台热压罐，每台都有不同的直径和长度。这里最大的热压罐直径2.5米，长8米。

当被问及与RTM或压缩成型相比，是什么因素促使Bucci采用手糊/热压罐固化时，贝德斯基说，Bucci在决定用于制造零件的工艺技术时考虑了三个变量：零件几何形状、装运组中零件的数量和程序的持续时间。贝德斯基指出：“零件数量之间存在盈亏平衡，可以说制作钢制工具更方便。”。“当然，它还与零件的几何图形有关，因为您无法使用压力机制作所有内容。

Bucci在四台Belotti数控机床中的一台上完成所有的修剪、钻孔和精加工。其中两个位于公司的主要设施，另外两个位于第二个工厂。

几何形状复杂的零件，每年1000个装运组和1000-2000个装运组通常采用热压罐固化。随着程序零件数量和程序持续时间的增加，Bucci更容易证明冲压成型或RTM的模具成本。贝德斯基说，每年将有1500多个台套，总计2000-3000个台套的计划将被模压成型。每年1500多个台套和5000-6000个零件的项目将进行RTM。最后，他指出，具有复杂几何形状和a级表面处理的零件，即使数量不小，也可能采用热压罐固化。

在我们去CNC区的路上，贝德斯基停下来指了指Bucci在整个工厂中的一块生产板。在板上，公司发布了关于制造效率、生产率、错误率和KPI的常用指标。贝德斯基说，仅仅是发布这样的数据，让所有员工都能方便地访问，就提高了公司的整体业绩。“让人们知道他们在做什么很重要，”他说。“而且，当我们在没有做任何其他事情的情况下，立即发布有关活动的信息时，我们看到我们的绩效得到了改善。员工看到这些数据，自然只希望它更好。”

在精加工区域，Bucci操作两台步入式Belotti SpA（意大利贝加莫）CNC机器，用于切割、钻孔和修整成型零件，然后准备将其装运给客户。在我们上车前往Bucci的第二个Faenza工厂之前，贝德斯基带领我们离开主厂房的后面，确定公司可用于扩张的空间。他说，Bucci预计在2022年夏天开始建设一个6000平方米（64500平方英尺）的扩建项目，以适应新的业务。他说，2023年夏天完成后，Bucci计划再雇佣50-60人在新空间工作。

在Bucci位于Faenza的第二个工厂，该公司通过名为Top Carbon的合资企业为起重机制造商CIFA制造混凝土泵起重机臂。手臂的长度从25-100米不等，如图所示。

在Bucci的第二个工厂，我们发现了许多相同的操作和流程。最大的区别在于规模。这是在第二个设施，Bucci制造碳纤维混凝土泵送起重机臂。这项工作实际上是通过Bucci和起重机制造商CIFA（意大利塞纳戈）之间的一家名为Top Carbon的合资企业完成的。如前所述，起重机臂的长度从25米到100米不等，因此制造臂所需的一切——特别是模具和热压罐—都非常长。其他区别：两个Bullmer切割台，一台Belotti CNC机器（另一台在路上）和一个机器人粘合系统，自动将粘合剂应用到配合面。其他汽车零件制造也在这里完成，包括为跑车OEM制造挡泥板。

吊杆用半工装的预浸料铺好，然后进行配对、内外装袋，然后进行热压罐固化。这里的复杂之处是每个吊杆的铺层顺序，这在每个模具的大型铺层计划图纸上有规定，显示了在吊杆长度的哪个位置放置哪个铺层。除了在这座建筑中制造吊杆外，Bucci还维修在使用中受损的吊杆。“这些部件回来是因为它们发生了一些事情，”贝德斯基指出，并指出，有几个吊杆，显然已经看到使用。“我们会修理并退回这些产品，有时我们会去客户那里进行现场修理。”

尽管第二个工厂的重点是顶部的碳排放栏，但这里所做的大部分工作都是为Bucci客户完成的。贝德斯基说，在这座建筑中完成的工作类型取决于部件的规模、粘合和修整要求。例如，这里的Belotti数控系统比主位置的数控系统大，这意味着它可以容纳更大的零件。第二个建筑也缺乏RTM和压力成型能力，所以这里执行的唯一工艺是预浸料铺层。

起重机臂臂模具完全组装，并在热压罐固化前内外真空装袋。

碳纤维车轮的设计

CW总编辑杰夫·斯隆（Jeff Sloan）（左）和Bucci总经理安德烈·贝德斯基（Andrea Bedeschi），以及Bucci的22英寸碳纤维车轮。

世界各地的市场上已经有许多碳纤维车轮。目前，共有五家供应商，其中最著名的是澳大利亚的Carbon Revolution。材料使用和车轮设计因供应商而异。Carbon Revolution的车轮都是碳纤维（轮辋和辐条），而其他制造商使用铝辐条碳纤维轮辋。

Bucci的贝德斯基说，铝辐条的使用有两个功能。首先是给车轮的结构支持，它需要没有设计工程所需的开发复合材料辐条。第二，铝辐条提供设计自由，这是更困难的复合材料。复合辐条，一旦工程和设计，不能轻易改变，以适应不同的审美。然而，Bucci认为碳纤维辐条有一种审美情趣会吸引顾客。

贝德斯基说：“复合材料的自由度不可能和铝材料的自由度一样。”。“要改变这种风格，你需要在工程上再投资一次，这很昂贵，也不容易做到。这就是为什么一些制造商会设计铝辐条和碳纤维轮辋的原因。目前，我们不会这样做。首先，复合辐条，车轮更硬，驾驶性能更好。第二，铝辐条，你看不到任何碳纤维车轮，除了在边缘的一点点。我认为，购买碳纤维车轮的客户想向世界表明，他们有一个碳纤维车轮。他们希望他们的朋友看到碳纤维。”

原文，1. 《Plant tour: Bucci Composites, Faenza, Italy》；2. 《Bucci Composites expands automotive production capabilities with facility addition, new high-ton presses》

杨超凡