HRC作為一家跨國公司,在英國有子公司英智迪,主要做仿真分析,擁有有近30年的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)在西班牙的巴塞羅那和德國的奧格斯堡設(shè)有商務(wù)分支。目前HRC的量產(chǎn)基地都在常熟,此外還有ACTC復(fù)合材料研發(fā)中心,主要從事產(chǎn)品的試制和開發(fā),以及開發(fā)一些先進(jìn)的工藝技術(shù)。
進(jìn)入市場,提供輕量化特別方案
HRC能提供的服務(wù)從高級研發(fā)、設(shè)計(jì)、工程開發(fā)一直到產(chǎn)品制造,HRC面向的市場也包括了汽車、航空航天、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施以及風(fēng)能,主要關(guān)注汽車輕量化解決方案, 將白車身、底盤、動力總成等部分作為減重優(yōu)化的重點(diǎn)。
為了達(dá)到減重目標(biāo),HRC將整個(gè)輕量化開發(fā)的過程分為四個(gè)主要階段,由于部件原本通常是基于鋼或者鋁設(shè)計(jì)的,HRC需要將部件重新基于復(fù)合材料來進(jìn)行開發(fā),需要考慮到結(jié)構(gòu)以及材料的特點(diǎn),進(jìn)行材料的仿真分析,選擇合適的材料,進(jìn)而對材料、工藝以及結(jié)構(gòu)作為整體考慮來進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,以最終實(shí)現(xiàn)材料從金屬向復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變。
HRC利用復(fù)合材料的優(yōu)勢,在B柱加強(qiáng)件的案例中,將多個(gè)部件優(yōu)化集成為一個(gè)整體,減少零件的數(shù)量,并成功在金屬轉(zhuǎn)化到復(fù)合材料的過程中,將六個(gè)部件優(yōu)化為兩個(gè)部件,并且同時(shí)做到了35%的減重。
為了實(shí)現(xiàn)金屬向復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變,在碳纖維的生產(chǎn)過程中并沒有一種最好的工藝,HRC會根據(jù)產(chǎn)量需求、目標(biāo)價(jià)格和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度,選擇一種最合適的工藝。比如超級跑車通常擁有較高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及較低的產(chǎn)能需求,HRC就會選擇熱壓罐工藝;針對中等產(chǎn)能的部件,選擇高壓RTM或者SMC等工藝;針對產(chǎn)能需求較大的汽車零部件時(shí),選擇熱塑型工藝的復(fù)合材料應(yīng)用。
目前HRC公司能夠涵蓋從對較小產(chǎn)量需求的熱壓罐技術(shù),一直到超過10萬件每年產(chǎn)能需求的熱塑性工藝。
優(yōu)化設(shè)計(jì),HRC經(jīng)驗(yàn)豐富
這里,HRC展現(xiàn)的是量產(chǎn)的結(jié)構(gòu)件,例如Polestar 1項(xiàng)目中的后地板中通道加強(qiáng)梁。HRC目前可以覆蓋不同的產(chǎn)能需求,HRC滿足中低產(chǎn)能需求的應(yīng)用案例,分為0-500件每年,500-1500件每年和1500-5000件每年的案例。
在超級跑車上的應(yīng)用,從鋁合金到碳纖維,可以實(shí)現(xiàn)大約4.5kg的減重,相比鋼可以做到10kg的減重,HRC非常擅長提供清漆表面的碳纖維產(chǎn)品。這里展示的是HRC為前途開發(fā)的碳纖維產(chǎn)品,HRC使用了熱壓罐等工藝來生產(chǎn)。這里也是HRC負(fù)責(zé)的另一個(gè)項(xiàng)目,所有的部件都使用的碳纖維,其中結(jié)構(gòu)件部分可以做到50%的減重。
這頁展示的A級表面關(guān)鍵應(yīng)用,分別是機(jī)蓋內(nèi)面和外面,下面的三張是復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)件上面的應(yīng)用。當(dāng)產(chǎn)品的年產(chǎn)能需求上升,HRC也會使用到圖片上這種鍛造碳纖維技術(shù),通常會使用模壓或者熱壓罐成型。同時(shí)HRC也會使用天然纖維,尤其是亞麻的應(yīng)用,在實(shí)現(xiàn)環(huán)??沙掷m(xù)的前提下更輕,并且擁有更好的抗沖擊性能。
當(dāng)年產(chǎn)量需求達(dá)到5000件以上的時(shí)候,為了獲得更具競爭力的產(chǎn)品單價(jià), HRC會使用高壓RTM或者SMC模壓以及預(yù)浸料模壓工藝,在這種情況下就不再使用熱壓罐工藝了。
這里再次舉例,針對高產(chǎn)能需求的比如防撞梁或者地板,為了應(yīng)對側(cè)向沖擊或者保護(hù)地板中的電池包,HRC會選擇碳纖維的拉擠成型工藝。該工藝節(jié)拍非???,可以做到每分鐘生產(chǎn)0.3-0.5米。
外觀件方面,HRC可以提供別致的彩色紋理,同時(shí)也可以安排金屬預(yù)埋件。這里也是SMC工藝生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)件,可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)能需求前提下,結(jié)合鍛造碳纖維的高強(qiáng)度,同時(shí)也可以安排金屬預(yù)埋件。
在生產(chǎn)過程中,不可避免會產(chǎn)生邊角料或者報(bào)廢件,這里展示的是HRC可以對碳纖維進(jìn)行回收,并且用回收碳纖維再生產(chǎn)碳纖維部件。HRC也通過SMC工藝來生產(chǎn)電池包的上蓋,可以看到在玻纖的主體上,圖中的黑色碳纖維單向帶可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)。這里展示的是自動化的高壓RTM技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)10萬件每年的產(chǎn)能需求。
在底盤結(jié)構(gòu)件方面, HRC已經(jīng)有項(xiàng)目將金屬板簧替換為玻纖板簧,通過一模多腔模具設(shè)計(jì)和高壓RTM成型,實(shí)現(xiàn)了高節(jié)拍生產(chǎn)和4.5kg減重。
為了應(yīng)對高產(chǎn)能的需求,同時(shí)兼顧成本,HRC在熱塑技術(shù)方面做了較大投入,這里展示的是將熱塑單向帶與背面注塑工藝相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)較快的生產(chǎn)節(jié)拍,最快45秒-1分鐘。這是我們HRC集團(tuán)成員Engenuity(英智迪)與主機(jī)廠合作的C柱加強(qiáng)件。此外,將熱塑性有機(jī)板與背面注塑相結(jié)合,也可以用于制造比如車頂加強(qiáng)粱這樣的結(jié)構(gòu)件,同樣也能實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)能。
在高產(chǎn)能需求的前提下,HRC將熱塑性有機(jī)板與背面注塑結(jié)合生產(chǎn)的內(nèi)飾,可以做到一次成型,無需鉚接或者膠結(jié)。這里,我們通過將編織有機(jī)板與背面注塑結(jié)合,用于混合材料汽車頂蓋成型。