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                    德国研发新型制造工艺 可更灵活地利用复合材料定制车轮
                    来源: | 作者:CAW | 发布时间: 2020-11-10 | 20 次浏览 | 分享到:

                    自行车、汽车以及工业中都会出现辐条轮(spoke wheel)。在运动行业,由轻量化碳纤维增强塑料制成的辐条轮被广泛采用。直到现在为止,碳纤维增强塑料辐条轮的生产成本都很高,因而其采用受到限制。不过,据外媒报道,德国凯撒斯劳滕工业大学(Technische Universit?t Kaiserslautern)的研究人员研发了一种方法,可以根据客户需求,定制化生产辐条轮。目前,该团队与新成立的初创公司Evolime GmbH合作,将其创新技术引入市场。


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                    (图片来源:凯撒斯劳滕工业大学)

                    生产由纤维增强型塑料(FRP)制成的辐条轮需要花费大量时间。长期从事复合材料研究的Marcel Bücker博士表示:“该工艺涉及许多工作步骤,而且很多工作只能手工完成。此外,还需要用到很多昂贵的材料,因为会产生大量的废料。”

                    不过,由Bücker以及凯撒斯劳滕工业大学复合材料研究所的同事Thomas Robbert博士、Valentin H?rtd?rfer和Frank Belyea研发的方法非常不同。商业经济学家Robbert解释道:“与传统方法相比,我们的三步法工艺可以更高效地生产出车轮。此外,该方法不会产生废料,因此还能够很好地平衡环境。”

                    Bücker解释表示:“基本而言,该工艺称为湿式卷绕工艺(wet winding),能够自动将纤维缠绕到小型成型零部件上,同时形成车轮结构。”工程师们首先利用一个3D打印机生产可生物降解的塑料模具,确切的形式则由计算机程序决定。

                    然后,利用该模具生产车轮,并被纤维带包裹在一个旋转的工具板上。Bücker表示:“旋转会一直持续,直到实现辐条轮所需的厚度。然后,由FRP制成的软条会形成辐条。最后一步,另一条纤维带软条会缠绕着辐条,形成一个完整的车轮。当塑料变硬后,模制部分会被移除,辐条轮就可以投入使用了。”

                    该方法的特殊之处在于,可以根据客户的要求,例如,车轮的大小或辐条的数量,来进行调整。在很多情况下,可以利用专门开发的软件“按下按钮”就可完成,从而让客户可以快速地实现单独的解决方案。高端数字化集成能够让该初创公司缩短交付时间,快速交付各种组件。

                    上述优势也为新行业和新应用打开了大门,可以将低重量与高性能结合,例如制造工厂的高性能砂轮或者风力传动装置。此外,该技术还可以用于定制自行车车轮或汽车轮辋。

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