科里奥利复合材料公司的自动预成型技术成功应用到奥迪A8等多款车型中

       科里奥利复合材料公司:自动铺丝技术 (AFP)的先驱者,提出注塑成型的热塑性复合材料的预成型技术,使每20秒都能生产一个汽车零件。
 
  图:自动铺丝技术 (AFP)机器为奥迪R8的B柱铺设粘合的碳纤维丝
 
  科里奥利复合材料(位于法国屈埃旺,以下简称科氏)为自动铺丝技术 (AFP)研发出一套机器人系统,采用了低成本、高精度的6轴机器人来实现高产量。该系统由三名工程师Yvan Hardy、Alexandre Hamlyn和Clementine Gallet于2001年创立,并继续掌管和提供工程技术支持。在1996年展示了为德国航空航天中心(DLR)设计的个原型后,该公司已经拥有超过20年的机器、材料和工艺研发经验,用于制造精巧的复合结构和预成型。
 
  科氏复合材料实际上是从工业和汽车应用开始的,后来才发展到航空航天领域。他们在范围内安装了50多台机器,其中25个用于生产商用飞机,另一些用于汽车零部件开发。科氏复合材料系统提供了可靠的加工技术,包括以下材料的铺放:
 
  •连续的和不连续纤维。
 
  •干纤维,热塑性塑料(TP)和热固性材料。
 
  •1卷~32卷材料。
 
  •2D(转盘),2.5D和复杂的3D形状。
 
  该公司还开发了自己的一套软件,实现了全数字的端到端模拟链,从其独一无二的CADFiber和基于CATIA的CATFiber软件,到基于多重有限元分析的软件,包括结构设计、预成型和预成型树脂浸渍。
 
  汽车用复合材料
 
  “我们提供为高容量处理优化过的低成本的预成型技术,包括RTM(树脂传递成型)和热塑性冲压。”技术总监和主管Alexandre Hamlyn说。但其他公司不也提供这种服务吗?“是的,但是他们没有我们所有软件开发的背景。我们花了15年的时间来开发我们在AFP和机器人软件中处理纤维的专门技术。我们的机器也使用标准的,现成的机器人。我们提供了50台机器,它们都有相同的基本组件。所以我们的方法更加稳健。”尤其是,所有这些机器零件都有很大的差别,从汽车到航空航天,大或小,相对平坦或形状非常复杂。“我们并不只关注干纤维、热塑性塑料或热固性材料,”Hamlyn解释说,“我们可以用任何材料。我们可以使用红外线,热空气或激光加热和任何一种纤维。我们的解决方案对新技术非常开放,提供了大的灵活性,但没有损失可靠性。”
 
  为汽车设计的部件包括用于标致的门梁、库珀标准的防振发动机底座、奥迪的车顶和B柱。科氏也为弗吉亚做了一个座椅框架,以将绗缝地层过程(QSP)生产线适应于AFP。
 
  科氏复合材料是位于法国雷恩(Rennes)的Excelcar研发中心和财团的一部分,该组织包括标致(Peugeot)、库珀标准(Cooper Standard)和弗吉亚(Faurecia),它们都在那里拥有工厂,以及当地的大学和研发机构。在2015年开设的Le Janais工厂占地800平方米,重点开发复合材料部件来替代金属,以减少汽车重量,提高燃油效率和减少排放。
 
  标致车门防撞梁
 

      • 玻璃纤维/尼龙
      • 密度是钢的一半
      • 完整的仿真链和碰撞测试
      • 90秒生产出一个部件

      防震发动机架
      • 玻璃纤维/尼龙
      • 原位加固的UD预成型和未加固的尼龙注塑
      • 密度是钢的40%
      • 完整的仿真链和碰撞测试
      • 20秒生产出一个部件
      • DYNAFIB计划的一部分,目标是500,000件/年



 
     • 干粘碳纤维
     • 比NCF的加工时间减少一半
     • 比NCF的废料减少20%
     • 为隔音优化的预成型
     • 2.5D绞合工具(真空固定、激烈的隔音材料)
  
     奥迪A8的B柱
     • 随后的预成型和RTM所需的干粘碳纤维
     • 完整的仿真链
     • 120秒一个预成型品
 
     科里奥利认为它在自动预成型方面有关键的优势:
 
     • 比非卷曲织物更少的废弃物,得益于预成型的优化以更接近网状。
     • 高强度-和刚性-重量比,得益于能够在任何取向放置纤维的佳剪裁预成型。
     • 大规模生产:
 
    1.5英寸宽的拖带/胶带1公斤/小时
    12×1.5英寸宽的拖带/胶带100公斤/小时
    例如:24k或50k拖长到0.5到1.5英寸宽。
 
    •先进的加工性能
 
     可通过HP-RTM、C-RTM或树脂灌注对树脂浸润的三维成型和渗透性进行优化预成型体系结构。
     原位加固的热塑性塑料。
     局部强化与可能的低循环次数
 
     研究与开发资源
 
     科氏复合材料还提供了重要的研发能力,包括一个800平方米的实验室和三个专用机器进行试验。该技术中心提供的服务包括:
 
     • 可能性研究
     • 原型设计
     • 生产力分析
     • 部件和工具设计
     • 加工设计
     • 模拟与优化
     • 预生产运行
     • 达到1000件每年的小批量生产
 
     科里奥利的优势包括数十年的经验,参与众多的合作研发项目和大量的仿真工具。