德国亚琛工业大学AZL研究所将振动技术融入双带压机工艺，用于自行车鞍座壳体生产，显著提升浸渍效果，使天然纤维增强塑料(NFRP)弯曲强度从145 MPa 提升至484MPa。

图1VIBRIO 项目，图源：AZL

在由德国联邦经济与能源部(BMWE)公开资助的 VIBRIO 项目(项目编号：03LB3102A)中，德国亚琛AZL有限公司联合项目伙伴，旨在用功能化天然纤维增强塑料(NFRP)替代传统纤维增强塑料(FRP)部件，以降低环境影响(图 1)。项目团队已开发并验证了一套全新工艺链，为合作伙伴Ergon公司生产天然纤维增强自行车鞍座壳体。

该项目的技术基础是 AZL 的感应加热双带压机，可用于热塑性复合材料(TPC)的连续浸渍与压实。该设备由 AZL 联合多个合作项目历时多年开发制造，配备高效节能感应加热系统，并搭配弹性体涂层压辊，实现均匀施压。为在 VIBRIO 项目中进一步优化浸渍效果，AZL 将振动技术引入双带压机生产流程。

图2在 AZL 双带压机中引入振动技术

在近期项目会议上，AZL 展示了振动辅助双带压机工艺的研发进展。截至目前，团队已开发并验证了两种振动集成方案(图 2):方案 1 最高振动频率约84赫兹，方案2 振动频率可达244赫兹，振幅约30–140微米。

研究团队采用上述方案开展浸渍试验，并与无振动的常规工艺对比。试验以玻璃纤维编织布/聚丙烯有机板材为原料，工艺温度180°C，线速度0.3 米/分钟。图 3 为弯曲强度测试结果，压力曲线对应设备的五个压力区，振动辊布置在第三区。低压工况缸压设置为2–4–0.5–6–2 bar，高压工况为 2–4–6–6–2 bar。

图3采用AZL双带压机(DBP)加工的玻璃纤维/PP材料的弯曲强度

结果显示:无振动的常规工艺浸渍效果不足，弯曲强度仅 145 MPa；采用方案 1 振动辅助工艺后，浸渍效果略有提升，弯曲强度达162MPa(6 bar 振动压力)，但浸渍仍不充分；方案 2 则大幅提升浸渍质量与弯曲强度，在6 bar振动压力+高压工况下，弯曲强度最高可达484 MPa。

项目周期内，AZL 将针对天然纤维等不同材料及工艺参数，开展更多振动辅助浸渍试验。

本项目由德国联邦经济与气候行动部TTP LB计划资助。AZL感谢于利希项目管理机构及所有项目合作伙伴，包括A+ Composites有限公司、Ergon国际有限公司、弗劳恩霍夫生产技术研究所IPT、Mitex有限公司、NetterVibration以及 SK工业模型有限公司。