Audi Carbon Fiber Composite von der Vorentwicklung bis zur Produktion von Audi R8, A8 Kohlefaser-Komponenten auf der gesamten Bühne, einschließlich: Audi R & D vor den technischen Problemen, wählen Sie ihre eigenen Forschungs- und Entwicklungs-Gründen, die Gestaltung der Lastbedingungen, ultra-schnelle Harz-Transfer-Formen Forschung und Entwicklung der Straße, nach dem Erfolg der Technologie-Anbieter, um die Nutzung und die zukünftige Entwicklung der Straße zu fördern.
Laut ausländischen Medien berichtet, Audi entschied sich, seine eigene Kohlefaser-Verbundstruktur zu entwerfen und zu entwickeln, das Unternehmen erwartet, High-Speed-Massenproduktion in der Zukunft zu erreichen.Heute sind moderne Verbundwerkstoffe (Advanced Composites) in diesem Marktsegment, Auto-Verbundwerkstoff oder werden Der Liebling der Zulieferer und Komponentenhersteller der Branche, der zweitwichtigste Zielmarkt am Markt, ist fast vergleichbar mit der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Audi Carbon Fiber Composite Materialien in der Vorentwicklungsphase der Probleme konfrontiert
Stahl und Aluminium werden jedoch immer noch von der Automobilindustrie favorisiert.Komplexes Wachstum erfordert auch Zeit und harte Arbeit von Mitbewerbern in der Industrie, da es vor den folgenden Herausforderungen steht: Die Komplexität komplexer Strukturen, da diese komplexen Materialien mit anderen Materialien gemischt werden Dies bedeutet, dass aktuelle Design- und Simulationsexperimente auch mit vielen Schwierigkeiten konfrontiert sind, um die erforderlichen Leistungsparameter zu erreichen.
Anders als bei dem Stahl und Aluminium, komplexes Material standardisierte Produktion nicht gewesen ist, was höhere Produktionskosten bedeutet, ist der Produktionszyklus länger. Obwohl die großen Automobilfirmen aktiv in der Automobil-Leichtbau beschäftigt und versuchen, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Aus diesem Grunde Audi Bereit, diese Chance zu nutzen, um sich auf Forschung und Entwicklung von Carbonfaserverbundwerkstoffen zu konzentrieren.
Jetzt stellt sich die erste Frage: Audi sollte von was anfangen?
Die gängigste Praxis ist jetzt, kleine Chargenanwendungen zu starten, die stufenweise Realisierung von Massenproduktion, die von der Produktentwicklung des Autos klar das Gefühl haben, dass in den letzten sieben Jahren Audi der Weg ist, dies zu tun. Arbeit seines modulares Sportwagen-System begann (modulares Sport-Auto-System, MSS), beantragte das Unternehmen an den Karosserierahmen Design des Audi R8 Coupé, Audi R8 Spyder, das Audi R8 LMS (Rennsport) und Lamborghini Huracan und viele andere Modelle, die Lamborghini Huracan Ist ein zweisitziger Sportwagen, der eine hintere Motorauslegung verwendet.
Audi wird MSS als Werkzeug entwickelte fortschrittliches Kohlefaser-Verbundmaterial auf die Rohkarosserie (body-in-white biw) angewandt, um zu bringen, das Fahrzeuggewicht zu senken und die Fahrzeugleistung zu verbessern. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Elektrifizierung des Fahrzeugs, Audi mehr diese Idee bestimmt. Audi Leichtbauzentrum aus Kohlefaser-Verbundmaterial (CFK) Technologie Forschung und Entwicklung Commissioner David Roquette sagte, dass die erste Generation der Audi R8-Modelle unter Verwendung von Aluminium, aber Audi entschied MSS-Projekt in der zweiten Generation R8 in dem F & E Aus Kohlefaser-Verbundmaterial.
Die zweite Frage lautet also: An welche Körperteile werden Kohlefasermaterialien angebracht?
Roquette sagte, dass Audi drei Jahre brauchte, um die Karosserie zu entwickeln und zu bewerten und fand schließlich die Antwort. Er und Kollegen nutzten das firmeneigene optimierte Softwarepaket des Unternehmens für 23 Lastfälle der Karosserie Dann verwendeten sie anisotrope Spannungen auf die verschiedenen Körperkomponenten, setzten die Werte auf das Maximum und fanden dann das am besten geeignete Teil für die Verwendung von Kohlenstoffaser-Verbundmaterialien.
Roquette wies darauf hin: ‚Aber Stress nur einer der Faktoren ist, die Wirtschaft auch sehr wichtig für Audi bei der Herstellung von Material Kohlefaser Berücksichtigung der beiden oben genannten Punkte nehmen kann Kohlefaser-Verbundmaterial Audi erforderliche Fertigungstechnologie hat und es kostet wichtig ??. ? Aspekte Erfolg erzielen können und verbessern es mit der Entwicklung der F & E-Anstrengungen, die Audi-F & E-Personal gefunden allmählich das Auto die oben genannten Kriterien und Komponenten erfüllen - mit dem Getriebetunnel (Antriebstunnel) und (Auto) Rückwand ( Rückwand). ist der Effekt, dass die Rückwand des Fahrgastraumes (Fahrgastraum) und der Motorraumes (hinterer Motorraum) auseinander liegen. Es offenbart Roquette, Rückwand 2016 und Absatz Coupé Modelle werden verwendet, R8 Spyder Kohlefaser-Verbundmaterial, wobei dramatisch verbessert die Torsionsspannung Steifigkeit (Torsionsspannung) und Fahrzeuge (Fahrzeug Steifigkeit), auch die Gewichtsreduktion erreicht Körpers.
Ladebedingungen der Konstruktionsarbeiten
Felix Diebold, ein Kollege bei Roquette, sagte, dass sich das Audi Research Center zwar erstmals auf die 23 Lastbedingungen konzentrierte, aber nach neuen Möglichkeiten suchte, um die Torsionsspannung des weißen Körpers mit Kohlefaserverbundwerkstoff zu erhöhen und gleichzeitig sein Gewicht zu reduzieren Bei der Gesamtfestigkeit und Insassensicherheit kombinierten die Konstrukteure von Audi eine einseitig ausgerichtete Kohlefasergewebeverstärkung mit einem schnell aushärtenden Epoxidharzsystem.
Diebold die gewünschte Abschnitt der Ummantelungsmetallelement Audi R8 Spyder Sandwichstruktur Schaum (foam-entkernten Sandwichbauweise) eingesetzt werden kann, insbesondere die B-Säule und die Rückwand Verpacken diese beiden Komponenten. Roquette des Audi Schaum-Sandwich verwenden, die dazu bestimmt ist aus Kohlefaser, sowie eine verbesserte Festigkeit und Steifigkeit reduzieren jedes Strukturelement B Säulenpackung, die Menge des Verstärkungselements (Teil konsolidieren).
Wenn das Audi R8 Spyder Dach zurückgezogen, die Modelle ein Cabrio wird. Daher wird wesentlich die Leistung der B-Säule zu stärken. Im Nicht-Cabrio-Modell, das auf der Stabilität und Steifigkeit des Chassis hängt in der Tür, Steifigkeit und Festigkeit des Dachschienenteil (Dachrahmen), etc. in dem Cabrio-Modus, Türen und andere Teile erforderlich, um die Stabilität und Steifigkeit zu gewährleisten.
Audi hofft, mit der Resin-Transfer-Molding-Technologie (RTM) Epoxidharz in kohlenstofffaserbeschichtete Schaumstoffe einspritzen zu können, erinnert sich Diebold, dessen Hauptaufgabe darin besteht, einen leicht handhabbaren Innenkern zu finden Kernmaterial, und es sollte nicht zu schwer sein (100-150 kg / m3 Dichte) oder zu leicht, sonst wird das Material während der RTM-Verarbeitung zerkleinert.
Audi hat schließlich ein neues Programm fertiggestellt, das einen Schaum auf Basis von Polymethacrylimid (PMI) verwendet, ein relativ neues Produkt auf dem Markt. "Diebold sagte:" Das Material wird nicht leicht zerkleinert und ist leicht Zu der Zeit wurden auch andere Kernmaterialien ausprobiert, aber es gab Hitze, Kosten oder andere Einschränkungen, die nicht endgültig auf das Material angewendet werden konnten.
Er fügte hinzu, dass das Formteil kann in eine Vielzahl von Schaumformen 3D verarbeitet werden, Mitglied Integrationsvorsprung, der Einsatz (Einsätze) und andere Metallteile. Wenn der Komplex des Schaumkernmaterial ohne Maschine verarbeitet wird Verarbeitung und Vermahlung. Darüber hinaus haben Polymethacrylimid (PMI) -Materialien laut Diebold eine homogene Zellstruktur, die hydrostatischen Tests standhalten kann.
Ultraschnelles Harztransferverfahren der Straße zur Entwicklung
Schließlich ist eine Entwicklungsaufgabe ist: Finishing RTM-Verfahren (Verfeinerung), Audi erwartet neue Technologie für alle Arten von Material miteinander verschmolzen zu verwenden, im Vergleich zu Audi F & E-Zielen, den obigen Prozesses Finishing ganz trivial scheint schließlich entschied Audi. Die Arbeit wurde an einen Tier-One-Lieferanten übergeben, der für die entsprechenden Produktionsarbeiten verantwortlich war.
Roquette sagte, Hochdruck-Harz-Transfer-Spritzguss (HP-RTM) ist der Liebling der Automobilhersteller Compounding geworden, obwohl Audi hat darüber nachgedacht, ob das Verfahren, aber der Einspritzdruck bis zu 120-bar zu übernehmen.Wenn der Einspritzdruck hoch ist , Wird einen Einfluss auf die Integrität des Schaumkerns haben und Audi möchte keine Kompromisse bei der Leistung eingehen, so sucht das Unternehmen nach neuen Wegen, um den Druck auf die Einspritzung zu reduzieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Produktionszyklus nicht verlängert wird.
Dies scheint eine unmögliche Aufgabe zu sein, die erst gelöst wurde, als Audi sich an die F & E-Organisation wandte, die sich der Erforschung und Entwicklung von Werkzeuginnendrucksensoren widmet, die beide mit der Feinabstimmung befasst sind ) Der Spritzgießdruck, die Druckkraft (Druckkraft) und der Düsenspalt wurden fein abgestimmt (fein abgestimmt), um den Formprozess weiter zu optimieren.
Roquette sagte, dass Audi mit Forschungsinstituten zusammenarbeitet, die getestet wurden, um zu bestätigen, dass der Werkzeuginnendruck eine maßgebliche und primäre Variable während des Formprozesses ist und dass die Spalthöhe und die Druckkraft vorliegen Vielleicht ein einstellbarer mittlerer Wert, der so angepasst werden kann, dass er einen schnellen Produktionszyklus so schnell wie möglich und mindestens so schnell wie der Hochdruck-RTM-Prozess gewährleistet, nannte Audi den Prozess als " Ultraschnelles Harztransferverfahren (Ultra-RTM).
Audi R8 Spyder für eine Sandwich-Struktur (Sandwichkonstruktionen), der Einspritzdruck nicht mehr als 40 bar, maximal bis zu 0,6 mm Formraum, die maximale Kompressionskraft von bis zu 500 MT, und die Formtemperatur nicht ℃ 123 nicht überschreiten. Mit dieser neuen Technologie, Einspritzzeit kann auf 15 Sekunden verkürzt werden, während die Gesamtzykluszeit innerhalb von 5 Minuten kontrolliert werden kann. Dies bedeutet, dass ein kleineres Volumen der Verarbeitungskomponenten verwendet werden können, relativ billig Kompressor und einen niedrigen Stromverbrauch, wird der Kern nicht stellt eine Bedrohung für die Integrität des Holzes (nicht leicht zerdrückt).
Straße fördern den Einsatz neuer Technologien das Geschäft der Herstellung
Roquette sagte, dass, wenn Audi erste MSS beabsichtigt das Unternehmen komplexe Teile Material, entwickelt zur Herstellung von ersten Produktionsstrategie ist mit der europäischen Automotive Composites Prozessoren zusammenarbeiten, vielleicht, weil dieser die notwendigen Kapazitäten und Know-how verfügt, effizient und schnell entwerfen und Herstellung von Teilen und Komponenten für Audi jedoch erforderlich, Audi entschied mich schließlich seine eigenen solche komplexen Materialien und die damit verbundene Verarbeitungstechnologie zu entwickeln.
Roquette sagte: ‚Soweit wir wissen, wenn Audi wirklich technologische Durchbrüche im Bereich der komplexen Materialien, Audi erste F & E-Personals wichtig erreichen wollen, ist in der Technologie in diesem Bereich kompetent zu sein, und zweitens, achten Sie darauf, unabhängige Forschung und Entwicklung Audi hat einen großen Maßstab. R & D Team, jeder in Tag für die Energieforschung Projekttag verbringen. "
Durch die Zeit, die Audi unabhängige Forschung und Entwicklung von Materialien und Prozessen Ergebnisse zu erzielen, und die Ergebnisse für die eigentliche Produktion der beiden großen europäischen Anbieter von komplexen Material an den zuständigen weitergeleitet, und die andere in der Zusammenarbeit und technischen Produkten Unsicherheiten einbezogen zu fühlen. Roquette ausgedrückt : ‚denn dies ist von Audi auf dem freien Markt (reifen) Technologie Audi ausgewählten Lieferanten werden auch solche Materialien produziert nicht verfügbar ist, eine langjährige Erfahrung in der Produktionstechnologie hat jedoch Audi übertragen unabhängige Forschung und Technologielieferanten. die Verwendung verschiedener Techniken für diese neue Technologie, die Lieferantenseite ein wenig schwer zu akzeptieren. "
Er sagte auch: "Zu diesem Zweck hat Audi den Zulieferern technische Demonstrationen über die Anwendung ihrer neuen Technologien zur Verfügung gestellt, und schließlich hat Audi die Lieferanten davon überzeugt, dass diese für die Herstellung solcher Teile verantwortlich sein werden, für die Zulieferer Aber auch ein hohes Risiko. Als Anbieter von Autopreisen ist das wirklich nicht einfach.
Hohe Kostenbeschränkungen, um Audi zu schaffen, fahren fort, neue Technologie zu erforschen
Doch mit dem R8 Spyder 2016 hat die Entwicklung und Anwendung dieser Technologie nicht aufgehört: Im Jahr 2017 stellte Audi einen viersitzigen Luxuswagen vor, den Audi A8, der eine CFK-Heck- Beide Komponenten sind aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen hergestellt, haben auch den ultraschnellen RTM-Prozess übernommen.
Roquette darstellt: ‚je größer das Volumen, desto mehr Aufwand Kosten von Kohlenstoff-Fasern des fertigen Bauteils noch zu hoch jetzt, wird das Produkt in allen Aspekten betrachtet, nicht nur den Preis von Kohlefaser, sowie RTM-Verfahren. Produktionsrate. bedenken Sie auch die Preise für Harze, Klebstoffe Preise, der Preis für das ganze Material Kette. zu diesem Zweck müssen wir neue Ideen übernehmen. "