德國研發新型製造工藝 可更靈活地利用複合材料定製車輪

2020-11-23 騰訊網

蓋世汽車訊 自行車、汽車以及工業中都會出現輻條輪（spoke wheel）。在運動行業，由輕量化碳纖維增強塑料製成的輻條輪被廣泛採用。直到現在為止，碳纖維增強塑料輻條輪的生產成本都很高，因而其採用受到限制。不過，據外媒報導，德國凱撒斯勞滕工業大學（Technische Universit t Kaiserslautern）的研究人員研發了一種方法，可以根據客戶需求，定製化生產輻條輪。目前，該團隊與新成立的初創公司Evolime GmbH合作，將其創新技術引入市場。

（圖片來源：凱撒斯勞滕工業大學）

生產由纖維增強型塑料（FRP）製成的輻條輪需要花費大量時間。長期從事複合材料研究的Marcel Bücker博士表示：「該工藝涉及許多工作步驟，而且很多工作只能手工完成。此外，還需要用到很多昂貴的材料，因為會產生大量的廢料。」

不過，由Bücker以及凱撒斯勞滕工業大學複合材料研究所的同事Thomas Robbert博士、Valentin H rtd rfer和Frank Belyea研發的方法非常不同。商業經濟學家Robbert解釋道：「與傳統方法相比，我們的三步法工藝可以更高效地生產出車輪。此外，該方法不會產生廢料，因此還能夠很好地平衡環境。」

Bücker解釋表示：「基本而言，該工藝稱為溼式卷繞工藝（wet winding），能夠自動將纖維纏繞到小型成型零部件上，同時形成車輪結構。」工程師們首先利用一個3D印表機生產可生物降解的塑料模具，確切的形式則由電腦程式決定。

然後，利用該模具生產車輪，並被纖維帶包裹在一個旋轉的工具板上。Bücker表示：「旋轉會一直持續，直到實現輻條輪所需的厚度。然後，由FRP製成的軟條會形成輻條。最後一步，另一條纖維帶軟條會纏繞著輻條，形成一個完整的車輪。當塑料變硬後，模製部分會被移除，輻條輪就可以投入使用了。」

該方法的特殊之處在於，可以根據客戶的要求，例如，車輪的大小或輻條的數量，來進行調整。在很多情況下，可以利用專門開發的軟體「按下按鈕」就可完成，從而讓客戶可以快速地實現單獨的解決方案。高端數位化集成能夠讓該初創公司縮短交付時間，快速交付各種組件。

上述優勢也為新行業和新應用打開了大門，可以將低重量與高性能結合，例如製造工廠的高性能砂輪或者風力傳動裝置。此外，該技術還可以用於定製自行車車輪或汽車輪輞。

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