顾瑞特CBS汽车部件推动了碳纤维复合材料在汽车制造业的发展
By www.carbonfiber.com.cn
顾瑞特公司怀特岛纽波特工厂位于英国南海岸几英里处。目前，该工厂为SPRINT材料系统研发了一种新型成型工艺。SPRINT材料系统是为满足客户需求而专门设计的，他们希望碳复合材料结构部件的固化过程既不需要很长的循环周期，也不涉及一系列与高压釜相关的成本的增加。据报道，真空压力下SPRINT预浸料系统的固化时长小于1小时。
近日，顾瑞特公司成立了一家精益生产工厂，为阿斯顿·马丁 DBS型运动轿车生产车身外板，以此来证明其理念在现实生产中的可行性。顾瑞特为该工厂的建立投入了320万美元的资金。新成立的工厂占地两千平方米，每星期可完成多达45辆轿车的模塑，制造，安装及喷漆工作。近日，笔者有幸参观了这一实验工厂，亲眼见证了阿斯顿·马丁车辆零部件的生产及安装工作，收集了以下项目数据供大家分享。
采用SPRINT生产车身板
为了满足轿车设计者的要求，顾瑞特公司的材料工程师在标准SPRINT系统中引进了两种碳纤维复合材料结构中不常见的材料。其一，他们添加了表面薄膜外层，使汽车部件直接脱模，生产出具有顶级抛光面（无小孔和纤维印迹）的汽车部件。另一新奇材料则是一种厚度为0.7毫米的薄壁环氧复合泡沫塑料，它位于积层板层的中间部位。正是这一薄壁材料提高了整个材料系统的抗弯性能。这一具有芯材和表层面板的层压系统被称为CBS，意思是车身板（Car Body Sheet）。该部件在顾瑞特一个临近的预浸料工厂生产，然后运往组装车间进行切割模塑，这样一来显著减少了连接时间。（see Fig. 1）据称，该系统与钢系统相比，由于采用了玻璃和碳混合物或碳作为增强材料，从而有效的使系统重量减轻了56%-70%。
该工厂生产DBS运动轿车的左右两块前挡泥板，引擎盖及后备箱盖。所有这些部件都以CBS系统为外壳。引擎盖及后备箱盖内部的坚硬板材也是由CBS制成的。
目前，顾瑞特公司采用两班倒工作制，为该项目安排了35名一线工人，20名间接工作者从事会计，质量控制及制造工程支持等工作。
工序：
· 组件切割
· 组件安装
· 零部件的连接及加工
· 检验，涂漆
· 数控切边及钻孔
· 装配
· 涂漆
· 可控存储器模块（CMM）检测
经装配连接后，各部件被放进燃油加热的镍质壳体模具中进行加工。此壳体模具是由加拿大韦伯制造技术有限公司提供的。由于各部件均在同一地点铺放、固化，因此有效避免了模具在生产车间周围的移动。经处理后，所有部件都拥有完美的外饰面以及有利于各组成部分粘结的内饰面，如引擎罩和行李箱盖中的加强物。采用玻璃纤维增强隔板使部件的内表面具有优良的性能。在采用一片隔板的部件中，隔板起着双重作用。它不仅使部件具有优质的工具表面-如饰面层，而且还起着真空媒介的作用，避免了采用真空消耗材料所需的成本和时间，如可重复使用的硅橡胶袋。其它一些比较复杂的部件不仅采用多片隔板，同时还使用硅橡胶袋来密封全部接口。
金属车身板的一个优势就是可以轻而易举的对其边缘进行轧制，在边缘部位形成客户期望看到或触摸到的光滑精美的感觉，如车轮拱罩边缘或后备箱盖边缘。为了重制这一精美边缘，顾瑞特公司针对不精确的边缘模具研发了一种积层折边技术。采用该技术，复合材料面板可拥有与同等厚度金属板材一样的圆形边缘，同时还避免了模塑后边缘的处理成本。CBS部件边缘的质量可与前金属部件的边缘相媲美。CBS部件边缘与金属轧制边类似，不受过剩树脂（积胶）或气泡的影响。
室温环境中，汽车后备箱盖及引擎盖内外面板在复杂装置中粘结而成，这就决定了硬质装配板材的最后形状。装配工作完成后，采用同等级测量设备对所有部件进行规格准确度检测，然后用肉眼观察部件表面的抛光度。顾瑞特公司表示首次检测的产品必须是准确无误的，不允许对外表面进行任何修改。
制成部件经涂漆后装入特定的集装箱，之后直接运往阿斯顿·马丁公司的装配线。这些部件在安装在轿车上之前不再接受任何检测。
装配工厂是在阿斯顿·马丁装配工厂完成的，在这里CBS部件与轿车结构融为一体。复合材料在汽车制造业中是否拥有长远发展空间的一个实际测试因素便是复合材料的实用性。如果采用新材料或新方法生产的零部件还需要后续特殊处理，那么汽车制造商就会拒绝采用这些新材料或新方法。顾瑞特生产的CBS部件目前还未出现此类现象。除了颜色，在处理过程中，金属部件和复合材料部件并无区别。阿斯顿·马丁公司的操作员似乎都无法辨别他们从集装箱中搬下来的部件是采用复合材料制成的还是采用金属制成的。
此阿斯顿·马丁汽车部件项目对大力推动碳纤维复合材料在汽车行业中实现规模生产具有里程碑意义。CBS部件能够达到要求严格的A级标准，这无疑增强了顾瑞特公司扩大其制造业务，实现更高产值的信心。该实验工厂给人留下了深刻印象，顾瑞特公司将吸取经验继续前进。
顾瑞特公司怀特岛纽波特工厂位于英国南海岸几英里处。目前，该工厂为SPRINT材料系统研发了一种新型成型工艺。SPRINT材料系统是为满足客户需求而专门设计的，他们希望碳复合材料结构部件的固化过程既不需要很长的循环周期，也不涉及一系列与高压釜相关的成本的增加。据报道，真空压力下SPRINT预浸料系统的固化时长小于1小时。
近日，顾瑞特公司成立了一家精益生产工厂，为阿斯顿·马丁 DBS型运动轿车生产车身外板，以此来证明其理念在现实生产中的可行性。顾瑞特为该工厂的建立投入了320万美元的资金。新成立的工厂占地两千平方米，每星期可完成多达45辆轿车的模塑，制造，安装及喷漆工作。近日，笔者有幸参观了这一实验工厂，亲眼见证了阿斯顿·马丁车辆零部件的生产及安装工作，收集了以下项目数据供大家分享。
采用SPRINT生产车身板
为了满足轿车设计者的要求，顾瑞特公司的材料工程师在标准SPRINT系统中引进了两种碳纤维复合材料结构中不常见的材料。其一，他们添加了表面薄膜外层，使汽车部件直接脱模，生产出具有顶级抛光面（无小孔和纤维印迹）的汽车部件。另一新奇材料则是一种厚度为0.7毫米的薄壁环氧复合泡沫塑料，它位于积层板层的中间部位。正是这一薄壁材料提高了整个材料系统的抗弯性能。这一具有芯材和表层面板的层压系统被称为CBS，意思是车身板（Car Body Sheet）。该部件在顾瑞特一个临近的预浸料工厂生产，然后运往组装车间进行切割模塑，这样一来显著减少了连接时间。（see Fig. 1）据称，该系统与钢系统相比，由于采用了玻璃和碳混合物或碳作为增强材料，从而有效的使系统重量减轻了56%-70%。
该工厂生产DBS运动轿车的左右两块前挡泥板，引擎盖及后备箱盖。所有这些部件都以CBS系统为外壳。引擎盖及后备箱盖内部的坚硬板材也是由CBS制成的。
目前，顾瑞特公司采用两班倒工作制，为该项目安排了35名一线工人，20名间接工作者从事会计，质量控制及制造工程支持等工作。
工序：
· 组件切割
· 组件安装
· 零部件的连接及加工
· 检验，涂漆
· 数控切边及钻孔
· 装配
· 涂漆
· 可控存储器模块（CMM）检测
经装配连接后，各部件被放进燃油加热的镍质壳体模具中进行加工。此壳体模具是由加拿大韦伯制造技术有限公司提供的。由于各部件均在同一地点铺放、固化，因此有效避免了模具在生产车间周围的移动。经处理后，所有部件都拥有完美的外饰面以及有利于各组成部分粘结的内饰面，如引擎罩和行李箱盖中的加强物。采用玻璃纤维增强隔板使部件的内表面具有优良的性能。在采用一片隔板的部件中，隔板起着双重作用。它不仅使部件具有优质的工具表面-如饰面层，而且还起着真空媒介的作用，避免了采用真空消耗材料所需的成本和时间，如可重复使用的硅橡胶袋。其它一些比较复杂的部件不仅采用多片隔板，同时还使用硅橡胶袋来密封全部接口。
金属车身板的一个优势就是可以轻而易举的对其边缘进行轧制，在边缘部位形成客户期望看到或触摸到的光滑精美的感觉，如车轮拱罩边缘或后备箱盖边缘。为了重制这一精美边缘，顾瑞特公司针对不精确的边缘模具研发了一种积层折边技术。采用该技术，复合材料面板可拥有与同等厚度金属板材一样的圆形边缘，同时还避免了模塑后边缘的处理成本。CBS部件边缘的质量可与前金属部件的边缘相媲美。CBS部件边缘与金属轧制边类似，不受过剩树脂（积胶）或气泡的影响。
室温环境中，汽车后备箱盖及引擎盖内外面板在复杂装置中粘结而成，这就决定了硬质装配板材的最后形状。装配工作完成后，采用同等级测量设备对所有部件进行规格准确度检测，然后用肉眼观察部件表面的抛光度。顾瑞特公司表示首次检测的产品必须是准确无误的，不允许对外表面进行任何修改。
制成部件经涂漆后装入特定的集装箱，之后直接运往阿斯顿·马丁公司的装配线。这些部件在安装在轿车上之前不再接受任何检测。
装配工厂是在阿斯顿·马丁装配工厂完成的，在这里CBS部件与轿车结构融为一体。复合材料在汽车制造业中是否拥有长远发展空间的一个实际测试因素便是复合材料的实用性。如果采用新材料或新方法生产的零部件还需要后续特殊处理，那么汽车制造商就会拒绝采用这些新材料或新方法。顾瑞特生产的CBS部件目前还未出现此类现象。除了颜色，在处理过程中，金属部件和复合材料部件并无区别。阿斯顿·马丁公司的操作员似乎都无法辨别他们从集装箱中搬下来的部件是采用复合材料制成的还是采用金属制成的。
此阿斯顿·马丁汽车部件项目对大力推动碳纤维复合材料在汽车行业中实现规模生产具有里程碑意义。CBS部件能够达到要求严格的A级标准，这无疑增强了顾瑞特公司扩大其制造业务，实现更高产值的信心。该实验工厂给人留下了深刻印象，顾瑞特公司将吸取经验继续前进。
