کربن آئودی مواد کامپوزیت فیبر است که از پیش آئودی R8، کل مرحله از قطعات فیبر کربن تولید A8 توسعه یافته، شامل: مشکلات فنی آئودی قبل از مواجهه با دلایل انتخاب خود را توسعه، طراحی موارد بار، فوق العاده رزین سریع قالب ریزی و سازه انتقال تحقیق و توسعه از جاده، پس از یک تامین کننده موفق از کاربرد فن آوری و توسعه راه رو به جلو.
بر اساس گزارش رسانه های خارجی، آئودی را انتخاب نمایید طراحی و توسعه فیبر کربن ساختار مواد کامپوزیت خود را، این شرکت انتظار در آینده برای رسیدن به تولید با سرعت بالا. امروز، در این بخش بازار و جوی پیشرفته کائوچو و مواد مرکب (کامپوزیت های پیشرفته)، و یا کائوچو و مواد مرکب خودرو تبدیل خواهد شد تامین کننده و تولید کنندگان از عزیزم جزئیات و اجزای سازنده صنعت هر یک از مواد، به عنوان دومین در چشم بازار هدف خود، این بخش از صنعت هوانوردی موقعیت تقریبا قابل مقایسه است.
مواد کامپوزیت فیبر کربن آئودی مرحله پیش از رویارویی با چالش های توسعه
با این حال، فولاد و آلومینیوم هنوز هم توسط صنعت خودرو مورد علاقه، رشد هم صنعت مواد پیچیده خواهد زمان و تلاش را، دلیل آن است که چالش های زیر مواجه است: ساختار پیچیده ای از مواد پیچیده، از این مواد پیچیده با مخلوطی از مواد فیبر و مواد دیگر درصد است، که بدان معنی است که برای رسیدن به پارامترهای عملکرد مورد نظر، طراحی و شبیه سازی فعلی نیز در معرض بسیاری از دشواری.
بر خلاف فولاد و آلومینیوم، این مجتمع هنوز عملیات تولید استاندارد نشده است، به این معنی که هزینه های تولید آن بالاتر است، چرخه تولید طولانی تر. اگرچه قیمت های عمده خودرو به شدت به سبک خودرو متعهد است، در تلاش برای کاهش وزن وسایل نقلیه است. به این ترتیب، آئودی مایل به از این فرصت برای تمرکز بر روی تحقیق و توسعه از مواد کامپوزیت فیبر کربن است.
امروز، اولین به صورت مشکل است: چه باید با آئودی شروع کنم؟
عمل شایع ترین است برای شروع برنامه های کاربردی کوچک حجم، تحقق تدریجی تولید انبوه با سرعت بالا، که به وضوح می تواند احساس قیمت خودرو استراتژی توسعه محصول در در هفت سال گذشته، آئودی یک عملیات چنین است. R & D این شرکت کار آغاز شد مدولار سیستم ماشین ورزشی خود (مدولار سیستم ورزشی-ماشین، MSS)، این شرکت اعمال شده به طراحی قاب بدن از آئودی R8 کوپه، آئودی R8 Spyder، آئودی R8 LMS (مسابقه) و لامبورگینی اوراکان و بسیاری از مدل های دیگر، لامبورگینی اوراکان دو یک ماشین ورزشی، که با استفاده از یک طرح موتور عقب است.
آئودی از MSS به عنوان یک ابزار برای استفاده از کامپوزیت های فیبر کربن پیشرفته به بدن در سفید (BIW) استفاده می کند تا وزن وسیله نقلیه را کاهش دهد و عملکرد خودرو را بهبود بخشد. دیوید روکت، متخصص تحقیق و توسعه مواد کامپوزیتی فیبر کربن (CFRP) در مرکز طراحی آئودی Lightweight گفت که نسل اول مدل های آئودی R8 از آلومینیوم ساخته شده است، اما آئودی تصمیم به اتخاذ پروژه MSS در نسل دوم R8 مواد کامپوزیت فیبر کربن.
بنابراین، سوال دوم این است: کدام قسمت های بدن مواد فیبر کربنی به آن اعمال می شود؟
Roquette گفت که آئودی صرف سه سال زمان، BIW انجام تعدادی از تحقیق و ارزیابی، و در نهایت پاسخ آن را پیدا. او و همکارانش با استفاده از بسته نرم افزار بهینه سازی توسعه یافته در خانه شرکت، BIW از 23 مورد بار (موارد بار) بودند شناسایی، و پس از آن به همراه تمایز قائل شود. پس از آن، آنها را به قطعات بدن مربوطه از استرس ناهمسانگرد سفید (تنش ناهمسانگرد) اعمال می شود، مقدار به حداکثر اندازه تنظیم، و سپس به پیدا کردن مناسب ترین عضو و مواد کامپوزیت فیبر کربن است.
Roquette اشاره کرد: «به هر حال استرس است تنها یکی از عوامل، اقتصاد نیز به آئودی بسیار مهم در تولید مواد فیبر کربن می توانید به حساب بالا دو نقطه آن مواد کامپوزیت فیبر کربن آئودی مورد نیاز فن آوری تولید و هزینه های آن را مهم.. ؟ جنبه توانید دستیابی به موفقیت و بهبود آن با توسعه R & D تلاش، R & پرسنل D آئودی به تدریج پیدا ماشین معیارهای بالا را و اجزای - به تونل انتقال (تونل محرک) و (ماشین) دیوار عقب ( دیوار عقب). اثر این است که دیوار پشت محفظه مسافر (مسافر) و محفظه موتور (محفظه موتور عقب) از هم جدا. این نشان داد Roquette، دیوار عقب 2016 و بند کوپه مدل استفاده می شود R8 Spyder در مواد کامپوزیت فیبر کربن، به موجب آن به طور چشمگیری بهبود سفتی پیچشی تنش (استرس پیچشی) و وسایل نقلیه (سفتی خودرو)، نیز به دست آورد کاهش وزن بدن است.
شرایط بار از کار طراحی
Roquette همکار فلیکس دایبولد گفت که زمانی که مرکز تحقیقات آئودی کائوچو و مواد مرکب برای اولین بار تمرکز بر فوق 23 نوع از موارد بار، شرکت ها به دنبال فرصت های جدید، امید به استفاده از کربن و مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف استرس پیچشی BIW، در حالی که کاهش وزن آن، به منظور تقویت خودرو کلی ایمنی مسافران و قدرت است. بر این اساس، مهندسان آئودی طراحی سویه پارچه فیبر کربن تقویت (تقویت کربن بافته شده پارچه فیبر) و به سرعت خشک رزین اپوکسی (سریع درمان رزین اپوکسی) ترکیب شده است.
دیوید گفت، آئودی انتظار دارد ساخت ساندویچ پلاستیکی برای برخی از اجزای کامپوزیتی R8 Spyder، به ویژه پرکننده ستون B و دیواره عقب. Roquette گفت: آئودی از یک لایه فوم استفاده می کند که طراحی شده است مقدار فیبر کربن را در هر عضو ساختاری، بسته بندی ستون B، بخش تثبیت کنید و قدرت و استحکام آن را کاهش دهید.
هنگامی که سقف آئودی R8 Spyder سقوط کرد، مدل تبدیل به یک تبدیل شد، بنابراین تقویت عملکرد ستون B تبدیل شد مهم است. ثبات و سفتی محور در حالت غیر قابل تبدیل به بستگی دارد سختی و مقاومت درها، فریم های سقف و غیره. در حالت تبدیل، درب ها و اجزای دیگر برای تضمین ثبات و سفتی مورد نیاز طراحی شده اند.
آئودی مطلوب به استفاده از یک قالب ریزی و سازه های انتقال رزین (رزین قالب ریزی و سازه انتقال، RTM) فرایند، یک رزین اپوکسی به مواد فوم الیاف کربن پیچیده تزریق می شود. دایبولد به یاد می آورد، مشکل اصلی این است برای پیدا کردن برنامه های درونی مواد هسته لایه به راحتی دستکاری شده ( مواد هسته ای)، و مواد یا بیش از حد سنگین نیست (تراکم 100-150 kg / m3 است)، و نه بیش از حد نور. در غیر این صورت، در روند RTM، مواد به راحتی خرد.
آئودی نهایی یک روش جدید، بر اساس استفاده از فوم polymethacrylimide (polymethacrylimide، PMI)، که متعلق به یک محصول در بازار نسبتا جدید ارائه شده توسط دایبولد: "مواد است که به راحتی خرد نیست، به آسانی در آن زمان مواد دیگر هسته نیز محاکمه شد، اما گرما، هزینه یا محدودیت های دیگری وجود داشت که نمی توانست در نهایت به مواد اعمال شود.
او افزود که قالب سازی را می توان برای فوم های مختلف به شکل های مختلف 3D استفاده کرد که امکان ادغام قطعات متخلخل، درج و دیگر قطعات فلزی بدون نیاز به ماشینکاری را که پردازش های فوم پیچیده را پردازش می کنند پردازش و آسیاب کردن. علاوه بر این، طبق نظر Diebold، مواد پلیمتیکریلیید (PMI) دارای ساختار سلولی همگن هستند که می توانند آزمایش هیدرواستاتیکی را انجام دهند.
ریخته گری فوق العاده سریع رزین از راه برای توسعه
آخرین چالش توسعه در بهبود فرایند RTM است، که آئودی انتظار دارد که با استفاده از فرایند جدید با انواع مواد مختلف ترکیب شود، که در مقایسه با اهداف تحقیق و توسعه آئودی بی اهمیت است. در نهایت، آئودی تصمیم گرفت این کار به یک تامین کننده درجه اول تحویل داده شد که مسئول کار تولید مربوطه بود.
Roquette گفت فشار بالا قالب ریزی و سازه های انتقال رزین (HP-RTM) تبدیل ماشین کائوچو و مواد مرکب تولید حیوان خانگی، هر چند آئودی نیز در نظر گرفته که آیا به اتخاذ فن آوری، اما فشار تزریق سوخت در تا 120 نوار. اگر نقطه تزریق فشار بالا ، بر روی یکپارچگی هسته فوم تأثیر خواهد گذاشت و آئودی نمی خواهد به عملکرد سازمانی آسیب برساند، بنابراين شرکت به دنبال راه های جدیدی برای کاهش فشار تزریق در حالی که اطمینان حاصل می کند که چرخه تولید طول نخواهد کشید.
این ممکن است به عنوان یک کار غیرممکن به نظر برسد که تا زمانی که آئودی با سازمان تحقیق و توسعه تحقیق و توسعه سنسورهای فشار مخزن قالب ارتباط برقرار نکند، حل نشده بود، هر دو که با تنظیم دقیق ) فشار قالب گیری تزریق، نیروی فشرده سازی (نیروی فشرده سازی) و شکاف خالی به خوبی تنظیم شده (تنظیم شد) برای بهینه سازی بیشتر فرایند قالب گیری.
Roquette گفت آئودی در حال کار با مؤسسات پژوهشی است که برای تأیید اینکه فشار حفره یک متغیر حاکم و اصلی در طول فرایند قالب گیری است و همچنین ارتفاع شکاف و نیروی فشاری شاید یک مقدار متوسط قابل تنظیم باشد که می تواند تنظیم شود تا چرخه تولید سریع را تا حد امکان سریع و حداقل به همان سرعت به عنوان فرآیند فشار بالا RTM تضمین کند، آئودی نام این فرایند را " قالب بندی انتقال رزین فوق العاده سریع (ultra-RTM).
برای ساختار ساندویچ Audi R8 Spyder، فشار تزریق بیش از 40 بار نیست، حداکثر فاصله قالب گیری می تواند به 0.6 میلیمتر برسد، حداکثر فشار فشاری می تواند به 500 تن برسد و دمای قالب نمی تواند 123 درجه سانتیگراد باشد. با این روند جدید، زمان تزریق تزریق می تواند تا 15 ثانیه کوتاه شود، در حالی که کل زمان تولید چرخه را می توان در عرض 5 دقیقه کنترل کرد. این بدان معنی است که قطعات را می توان با استفاده از کمپرسورهای کوچکتر و ارزان تر و مصرف انرژی پایین تر، نه هسته یکپارچگی مواد تهدیدی ایجاد می کند (به آسانی خرد نمی شود).
فن آوری جدید برای ارتقاء تولید کننده و استفاده از جاده
Roquette گفت که زمانی که آئودی برای اولین بار MSS در نظر دارد برای تولید مواد قطعات پیچیده، توسعه یافته توسط استراتژی تولید برای اولین بار این شرکت است به همکاری با پردازنده های اروپا خودرو کائوچو و مواد مرکب، شاید به این دلیل دومی است که ظرفیت و تخصص لازم، موثر و به سرعت طراحی و ساخت قطعات و اجزای مورد نیاز برای آئودی، با این حال، آئودی در نهایت تصمیم به توسعه خود مانند مواد پیچیده و تکنولوژی پردازش مرتبط.
Roquette گفت: "تا آنجا که ما می دانیم، اگر آئودی واقعا می خواهید برای رسیدن به پیشرفت های تکنولوژیکی در زمینه مواد پیچیده، برای اولین بار پرسنل R & D آئودی مهم است که به مهارت در فن آوری در این زمینه، و در مرحله دوم، لازم است تا تحقیق و توسعه مستقل آئودی مقیاس بزرگ است. تیم تحقیق و توسعه، هر روز روز و روز سخت تلاش می کند تا پروژه را انجام دهد.
Roquette گفت، هنگامی که نتایج تحقیقات مستقل و توسعه مواد و فرآیندهای آئودی به دست آمده و به دو بزرگترین تامین کنندگان کامپوزیت اروپایی مسئول تولید واقعی منتقل می شود، طرف های دیگر نیز در مورد فن آوری ها و محصولاتی که همکاری در نظر گرفته اند، نامعلوم هستند. : از آنجا که این فناوری (بالغ) نیست، آئودی از بازار آزاد به دست می آید. تامین کنندگان منتخب آئودی نیز چنین موادی تولید کرده اند و دارای سال ها تجربه در زمینه تکنولوژی تولید هستند، با این حال، تکنولوژی مستقل تحقیق و توسعه و تامین کنندگان فن آوری های مورد استفاده بسیار متفاوت هستند و برای تکنولوژی های جدید آن ها برای تامین کنندگان کمی غیرقابل قبول است.
او همچنین گفت: «به همین دلیل، آئودی ارائه می دهد برای تامین کنندگان نمایشگاه تکنولوژی مرتبط، به اطلاع روش های برنامه نهایی خود را از فن آوری های جدید، آئودی عرضه کننده متقاعد، دومی مسئول تولید قطعات مانند تامین کننده به این منظور است. اما همچنین خطر زیادی را به همراه دارد. به عنوان تامین کننده قیمت خودرو، این کار آسان نیست.
محدودیت هزینه های بالا برای ایجاد آئودی ادامه به کشف تکنولوژی جدید
با این حال، توسعه فن آوری و استفاده از بخش 2016 را در R8 Spyder در متوقف نمی شود. 2017، آئودی معرفی چهار صندلی ماشین لوکس آئودی A8، که مدل های استفاده از مواد فیبر کربن کامپوزیت و دیوار عقب از طاقچه عقب (طاقچه عقب بالا)، هر دو جزء از مواد کامپوزیتی ساخته شده از فیبر کربن ساخته شده است، همچنین فرآیند RTM فوق العاده سریع را پذیرفته اند.
Roquette گفت: "هر چه حجم بزرگتر باشد، بیشتر مقدار کار مورد نیاز است. فیبر کربن به پایان رسید هزینه قطعات بیش از حد بالا است. در حال حاضر، این شرکت به تمام جنبه های محصول نگاه می کند، نه تنها قیمت فیبر کربن، بلکه روند RTM علاوه بر قیمت رزین، قیمت بسته بند، قیمت تمام زنجیره مواد، و به همین دلیل ما باید یک مفهوم کاملا جدید اتخاذ کنیم.