تم تطوير الكربون أودي مادة الألياف المركبة من قبل أودي R8، مرحلة كاملة من مكونات الألياف إنتاج A8 الكربون، وتشمل: مشاكل تقنية أودي وضعت قبل مواجهة أسباب اختيار الذاتي المتقدمة، والتصميم حالات الحمل، فائقة الراتنج النقل السريع للالصب البحث والتطوير من الطريق، بعد نجاح الموردين التكنولوجيا لتعزيز استخدام والتنمية المستقبلية للطريق.
ووفقا لتقارير وسائل الاعلام الاجنبية، أودي اختيار التصميم الخاصة بها وتطوير ألياف الكربون هيكل المواد المركبة، وتتوقع الشركة في المستقبل لتحقيق إنتاج عالية السرعة. واليوم، في هذا الجزء من السوق المركبات المتقدمة (المواد المركبة المتطورة)، أو ستصبح المركبات السيارة محبوبة من موردي المواد في هذه الصناعة ومصنعي المكونات، والسوق المستهدفة الثانية الأكثر أهمية في السوق، وتقارن تقريبا لصناعة الطيران.
أودي ألياف الكربون المواد المركبة في مرحلة ما قبل التنمية من المشاكل التي تواجهها
ومع ذلك، لا تزال صناعة الصلب والألومنيوم مفضلة من قبل صناعة السيارات، كما أن النمو المركب يستغرق وقتا طويلا وعملا شاقا من أقرانهم في هذه الصناعة حيث يواجه التحديات التالية: تعقيد الهياكل المعقدة، حيث أن هذه المواد المعقدة مختلطة مع مواد أخرى وهذا يعني أنه من أجل تحقيق معايير الأداء المطلوبة، والتصميم الحالي وتجارب محاكاة تواجه أيضا العديد من الصعوبات.
وخلافا للصلب والألومنيوم، لم يتم بعد مجمع عمليات الإنتاج موحدة، مما يعني أن ارتفاع تكاليف الإنتاج، ودورة إنتاج أطول.على الرغم من أن أسعار السيارات الرئيسية ملتزمة بنشاط إلى أخف وزنا السيارة، في محاولة للحد من وزن المركبات.لتحقيق هذه الغاية، أودي على استعداد لاغتنام هذه الفرصة للتركيز على البحث والتطوير من المواد المركبة من ألياف الكربون.
الآن، السؤال الأول الذي يجب مواجهته هو: أودي يجب أن تبدأ من ماذا؟
الممارسة الأكثر شيوعا الآن هو بدء تطبيقات دفعة صغيرة، والإدراك التدريجي للإنتاج ذات الحجم الكبير، والتي من استراتيجية تطوير المنتجات السيارة يمكن أن يشعر بوضوح أنه في السنوات السبع الماضية، أودي هو الطريق للقيام بذلك. بدأ العمل حدات نظام السيارات الرياضية (وحدات النظام الرياضة السيارات، MSS)، طبقت الشركة إلى تصميم الإطار الجسم من أودي R8 كوبيه، أودي R8 سبايدر، وأودي R8 LMS (السباق) ولامبورغيني هوراكان والعديد من النماذج الأخرى، لامبورغيني هوراكان هي سيارة رياضية ذات مقعدين تستخدم تصميم خلفي للمحرك.
أودي سوف MSS كأداة تهدف إلى جلب المتقدمة من ألياف الكربون المواد المركبة تطبيقها على المرسى (الجسم في البيض، المرسى) من أجل خفض وزن السيارة وتحسين أداء السيارة. مع تقدم المستمر لكهربة السيارة، أودي أكثر تصميما هذه الفكرة. أودي مركز تصميم خفيف الوزن من مادة ألياف الكربون مركب قال (CFRP) البحوث والتكنولوجيا ومفوض تنمية ديفيد روكيت أن الجيل الأول من نماذج أودي R8 تستخدم الألومنيوم، ولكن أودي قررت مشروع MSS في الجيل الثاني R8 في R & D من ألياف الكربون المواد المركبة.
لذا، فإن السؤال الثاني هو: أي أجزاء الجسم سيتم تطبيق مواد ألياف الكربون ل؟
وقال روكيت أن أودي استغرق ثلاث سنوات لتطوير وتقييم هيكل السيارة وجدت في نهاية المطاف الجواب.استغرق هو وزملاؤه الاستفادة من الشركة في المنزل حزمة البرامج الأمثل ل 23 حالات الحمل من هيكل السيارة ثم، فإنها تطبق الضغوط متباين الخواص لمختلف مكونات الجسم، وتحديد القيم إلى الحد الأقصى، ومن ثم العثور على المكون الأنسب لاستخدام المواد المركبة من ألياف الكربون.
ويشير روكيت إلى أن "الإجهاد هو واحد فقط من هذه العوامل والاقتصاد هو أيضا مهم جدا.ما هي الأشياء المذكورة أعلاه التي يجب أن تتخذها أودي عندما يتعلق الأمر بمواد ألياف الكربون؟ هل تمتلك أودي التكنولوجيا اللازمة لصنع مركبات ألياف الكربون؟ التكلفة والأهمية ومع تقدم أعمال البحث والتطوير، فإن موظفي البحث والتطوير في شركة أودي يجدون تدريجيا قطع غيار السيارات ومكوناتها التي تلبي هذه المعايير - مع نفق عمود القيادة والجدار الخلفي (السيارة) الجدار الخلفي يعمل الجدار الخلفي لفصل مقصورة الركاب من مقصورة المحرك الخلفية، وفقا لروكيت، فإن الجدران الخلفية لنماذج R8 سبايدر وكوبيه 2016 تتميز بمركب من ألياف الكربون زيادة كبيرة في التوتر التوائية وصلابة السيارة، وكذلك خفض وزن الجسم.
شروط تحميل العمل التصميم
وقال فيلكس ديبولد، وهو زميل في روكيت، أنه في حين ركز مركز أبحاث أودي على 23 حالة الحمل للمرة الأولى، كانت الشركة تبحث عن فرص جديدة لزيادة التوتر الالتواء من الجسم الأبيض مع مركب من ألياف الكربون في حين خفض وزنه القوة الشاملة وسلامة الركاب، ومهندسي تصميم أودي مجتمعة اتجاه واحد تعزيزات ألياف الكربون النسيج مع نظام سريع الراتنج الايبوكسي علاج.
وقال ديبولد إن شركة أودي تتوقع بناء ساندويتش محفور الرغوة لبعض المكونات المركبة من R8 سبايدر، وعلى وجه التحديد حشو ب-بيلار والجدار الخلفي، وقال روكيت إن أودي تستخدم البينية الرغوية المصممة ل تقليل كمية ألياف الكربون في كل عضو الهيكلي، b-- عمود التعبئة، تعزيز جزء، وتعزيز قوتها وصلابة.
عندما انهار سقف أودي R8 سبايدر، أصبح النموذج قابلا للتحويل، لذلك أصبح أداء عمود B حاسما، واستقرار وصلابة الهيكل السفلي في وضع غير قابلة للتحويل تعتمد على صلابة وقوة الأبواب، وأطر السقف، وما إلى ذلك في وضع للتحويل، تم تصميم الأبواب والمكونات الأخرى لضمان الاستقرار والصلابة المطلوبة.
تأمل أودي في استخدام تقنية نقل الراتنج (رتم) لحقن راتنجات الايبوكسي في الرغاوي المغلفة بألياف الكربون، وتذكر ديبولد، الذي يتمثل التحدي الرئيسي في العثور على النواة الداخلية سهلة التعامل معها (100-150 كغ / m3 الكثافة) أو خفيفة جدا، وإلا سيتم سحق المواد أثناء معالجة رتم.
أودي أخيرا الانتهاء من برنامج جديد يستخدم رغوة على أساس بوليمثاكريليميد (بمي)، منتج جديد نسبيا في السوق. "وقال ديبولد:" لا يتم سحق المواد بسهولة وسهلة في ذلك الوقت، تم أيضا محاولة مواد أساسية أخرى، ولكن كانت هناك الحرارة أو التكلفة أو غيرها من القيود التي لا يمكن تطبيقها أخيرا على المواد.
وأضاف أن صب يمكن أن تستخدم لرغاوي آلة في مجموعة متنوعة من الأشكال 3D التي تمكن من دمج الأجزاء المرفوعة، وإدراج الأجزاء المعدنية الأخرى.ليس هناك حاجة للذهاب من خلال تصنيع النوى الرغوة المعقدة تجهيز وطحن.وعلاوة على ذلك، وفقا ديبولد، بوليميثاكريليميد (بمي) المواد لديها بنية الخلية متجانسة التي يمكن أن تحمل اختبار الهيدروستاتيكي.
فائقة السرعة نقل الراتنج صب الطريق إلى التنمية
ويكمن التحدي التنموي الأخير في صقل عملية رتم التي تتوقع أودي أن تجمعها في مجموعة متنوعة من المواد باستخدام العملية الجديدة، وهو أمر لا يهم مقارنة بأهداف أودي للبحث والتطوير، وفي نهاية المطاف قررت أودي وتم تسليم العمل إلى مورد من الفئة الأولى كان مسؤولا عن أعمال الإنتاج ذات الصلة.
وقال روكيت ارتفاع ضغط الراتنج نقل صب (هب-رتم) أصبحت محبوبة من السيارات تفاقم المصنعين، على الرغم من أن أودي نظرت أيضا ما إذا كان سيتم اعتماد العملية، ولكن ضغط الحقن تصل إلى 120 بار، وإذا كان الضغط عند نقطة الحقن عالية ، سوف يكون لها تأثير على سلامة رغوة الأساسية وأودي لا تريد أن تساوم على الأداء، لذلك تسعى الشركة طرق جديدة للحد من الضغط على الحقن مع ضمان أن دورة الإنتاج لن تكون طويلة.
وقد يبدو ذلك وكأنه مهمة مستحيلة لم يتم حلها حتى اتصلت أودي بمنظمة البحث والتطوير المكرسة للبحث والتطوير من أجهزة استشعار ضغط تجويف القالب، وكلاهما كان معنيا بالضبط ) حقن صب الضغط، قوة الضغط (قوة الضغط) وتموت الفجوة كانت غرامة ضبطها (غرامة ضبطها) لزيادة تحسين عملية الصب.
وقال روكيت التعاون أودي مع المؤسسات البحثية من هذا القبيل. ووفقا لاختبارات للتحقق، أثناء تنفيذ عملية الصب، وغرفة الطحن عند الضغط (ضغط تجويف) هو متغير السيطرة الأساسي (الحاكم والمتغير الأساسي)، ثم ارتفاع الفجوة يموت وقوات الضغط ربما ما يعادل قابل للتعديل، تعديل قيمة، لضمان أن دورة الإنتاج في أسرع وقت ممكن، حتى لو لم يكن ذلك بسرعة، ولكن على الأقل عملية RTM أسرع بكثير من ارتفاع ضغط. ولهذا السبب، فإن اسم عملية أودي فائقة السرعة نقل الراتنج صب (الترا رتم).
أودي R8 سبايدر للبنية شطيرة (هياكل ساندويتش)، لا يتجاوز ضغط الحقن 40 بار، بحد أقصى يصل إلى 0.6 مم الفضاء الصب و أقصى قوة ضغط تصل إلى 500 طن متري، ودرجة الحرارة العفن يجب ألا يتجاوز 123 ℃. مع هذه التكنولوجيا الجديدة، الوقت حقن يمكن اختصارها إلى 15 ثانية، في حين يمكن التحكم في دورة الزمن الكلي في كل 5 دقائق. هذا يعني أن حجم أصغر من مكونات المعالجة قد تكون عاملة، ضاغط رخيصة نسبيا، وانخفاض استهلاك الطاقة، وسوف جوهر لا تشكل تهديدا لسلامة الأخشاب (لا سحقت بسهولة).
طريق تشجيع استخدام تكنولوجيا جديدة لمجال تصنيع
وقال روكيت أنه عندما تنوي أودي أول MSS لتصنيع معقدة المواد أجزاء، التي وضعتها الاستراتيجية أول إنتاج للشركة هو التعاون مع المعالجات الأوروبية السيارات المركبات، ربما لأن هذه الأخيرة لديها القدرة والخبرة اللازمة وكفاءة وبسرعة تصميم وتصنيع مكونات أودي needs.However، قررت أودي في نهاية المطاف لتطوير نوع خاص بهم من المواد المعقدة وتكنولوجيا المعالجة ذات الصلة.
وقال روكيت: "بقدر ما نعلم، إذا أودي تريد حقا لتحقيق طفرة تكنولوجية في مجال المواد المعقدة، أول أفراد R & D أودي المهم أن يكون بارعا في مجال التكنولوجيا في هذا المجال، وثانيا، يجب التأكد من البحث والتطوير المستقل أودي لديها نطاق واسع. R & D فريق، والجميع ينفقون يوما بعد يوم العمل بجد على المشروع.
وقال روكيت انه عندما تحققت نتائج البحث والتطوير المستقلين لمواد وعمليات اودى وتمريرها الى اكبر موردين أوروبيين مركبين مسؤولين عن الانتاج الحالى فان الاطراف الاخرى تشعر ايضا بعدم اليقين بشأن التقنيات والمنتجات التى ينظر فيها التعاون. : "لأن هذه ليست التكنولوجيا (ناضجة) أودي المكتسبة من السوق المفتوحة، أودي مختارة الموردين كما أنتجت هذه المواد ولها سنوات عديدة من الخبرة في مجال تكنولوجيا التصنيع، ومع ذلك، فإن البحث المستقل والتكنولوجيا والتكنولوجيا الموردين التقنيات المستخدمة مختلفة جدا وبالنسبة للتكنولوجيا الجديدة فمن غير المقبول بعض الشيء بالنسبة للموردين.
وقال: "تحقيقا لهذه الغاية، قدمت أودي مظاهرات تقنية للموردين حول كيفية تطبيق تقنياتها الجديدة، وفي نهاية المطاف أودى أقنع الموردين أن هذا الأخير سيكون مسؤولا عن إنتاج هذه الأجزاء، والتي الموردين ولكن أيضا أن تأخذ الكثير من المخاطر.كما المورد من أسعار السيارات، فإنه في الحقيقة ليس من السهل القيام بذلك.
القيود العالية التكلفة لإنشاء أودي مواصلة استكشاف التكنولوجيا الجديدة
ومع ذلك، فإن R & D وتطبيق هذه التكنولوجيا لم تتوقف مع R8 سبايدر 2016. في عام 2017، قدمت أودي سيارة فاخرة من أربعة مقاعد، أودي A8، والذي يستخدم مركب من ألياف الكربون الخلفي والجرف الخلفي العلوي، يتكون كل من مكونات المواد المركبة من ألياف الكربون، كما اعتمدت عملية رتم فائقة السرعة.
وقال روكيت: "كلما كان حجم أكبر، والمزيد من كمية العمل المطلوبة.الكربون الألياف الانتهاء من تكلفة أجزاء عالية جدا.الآن، فإن الشركة سوف ننظر في جميع جوانب المنتج، وليس فقط سعر ألياف الكربون، ولكن أيضا عملية رتم بالإضافة إلى سعر الراتنج، وسعر الموثق، وسعر سلسلة المواد بأكملها، ولهذا السبب يجب علينا اعتماد مفهوم جديد تماما. "