床,浴缸和保险杠

几年前,托比·雅各布森(Toby Jacobson)从工作之旅回家时,他背着一块泡沫,抓住了他七岁的儿子的注意力。Jacobson向位于密歇根州Grand Haven的汽车供应商Shape Corp.解释说,他正在与一家名为Thomas Technik + Innovation(TTI)的德国床生产商合作开发一个创新的保险杠项目。即使在他年幼的时候,他的儿子也意识到,供应汽车零部件的公司与制造床的公司之间的合作是独一无二的。“爸爸,你和谁一起工作?床,浴缸和保险杠?“雅各布森回忆他的儿子问。

TTI专门设计和制造床上用品系统,包括泡沫床垫和床架。在二十世纪九十年代初,TTI开始用拉挤复合材料替代床板上的木材(弹簧的替代品)。在努力寻找可以生产符合其标准的部件的拉挤成型车间之后,TTI创建了自己的拉挤研发团队来设计设备。

这些努力最终导致了该公司的Radius-Pultrusion™工艺的创建,该工艺能够连续制造曲线型材。TTI现在已经授权Shape公司进行技术开发,测试,产品开发和大批量生产。Shape公司的研究开发工程师Jacobson解释说:“到目前为止,还没有一种方法可以制作连续弯曲的闭合截面复合材料零件。

在CAMX-The Composites and Advanced Materials Expo的评审委员会上,公司新颖的方法并没有失去。在上个月的展会上,Shape是无限市场增长类别中获得卓越复合材料奖(ACE)的决赛选手,他们使用Radius-Pultrusion制造聚氨酯丙烯酸酯树脂基复合材料产品,即将投放市场。

虽然Shape有意将该产品主要销售给汽车市场,因为其对流线型弯曲部件的需求很高,但该公司表示,该公司已经获得了在广泛的应用中可能获得弯曲,闭合通道,拉挤型材的企业的兴趣,包括基础设施,建筑,农业,船舶和储罐。雅各布森说:“世界上很少有东西是直的。“我们需要曲率,我们需要不同的半径,我们需要相互配合的东西。”

在传统的直线或直线拉挤成型中,丝束和布料通过树脂浴或注塑箱浸湿并通过加热模具拉出。模具通常固定在机器上,将材料固化并固化树脂基体,从而形成恒定的横截面部分。材料和合成零件通过夹具拉动通过模具 – 典型地,两个以与模具对准的往复模式运行。许多系统都有自动切割工具,可以生产切割成最终长度的分立部件。

然而,在半径拉挤中,夹持机构保持静止,而加工元件(模具,心轴,织物导向件)以与拉挤部件的半径同心的弧线移动。

据Shape工艺工程师Ken Workinger介绍,该工艺可以处理单向,双轴,三轴,甚至是双轴加固。迄今为止,Shape公司已经测试了玻璃纤维,碳纤维,芳纶,玄武岩和其他天然纤维结合聚氨酯或环氧树脂。已经在E玻璃和碳纤维上进行了制造试验。

虽然Shape说过程非常灵活,但并不是每一种加固类型都适合半径拉挤。Workinger解释说,选择材料最重要的标准是其“悬垂性” – 符合复杂表面的能力。他说,连续的长丝地毯是一个很好的例子,具有良好的悬垂性,而编织的粗纱则不是。

“你不会在这种工艺中使用54盎司的编织粗纱。它只是没有一致性,“Workinger说。“捆绑需要能够相互滑动,以便能够表现得很好,当你试图让它们符合你想要的形状 – 符合曲线。这不是一个可发展的表面。你必须同时向两个方向弯曲,并且重视你选择使用的织物的结构。“

由于该工艺固有的复杂性,Radius-Pultrusion最显着的优势之一是设计灵活性。它还可以帮助原始设备制造商通过消除在天然不适合车辆包装空间的直线复合部件上进行额外制造的需要来节省资金。

“封装空间是部件设计的强大推动力,我们在汽车上看不到很多直线。虽然有一些笔直的部分,但大部分都是弯曲的部分,“Jacobson强调。“要尽量合身已经具有恒定截面的限制的部分,然后也有直仅作为限制,极大地缩小了可能性。”半径,拉挤,他说,有助于消除其中的一些限制。

公司的下一步是继续改进流程以最大化吞吐量。雅各布森说Shape可能冒险进入一个“可变半径” – 基本上能够从一个连续的过程中,从拉挤成直线弯曲再返回。事实上,在过去的十年中,Shape公司为其先进的高强度钢轧机开发了类似的可变半径工艺。

雅各布森说:“Shape已经有很强的创新历史,打破了障碍。“如果我们继续做好我们的工作,我们可以用半径拉挤成型的零件数量会更多。”

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