复材七点半Haydale展示其石墨烯增强复合材料工具和汽车车身面板

1）ENGEL推出用于大批量生产轻质热塑性复合材料的红外机器人单元

红外辐射加热并形成三个不同厚度的有机薄片，用于包覆成型时的美观表面。

恩格尔的生产单元使用红外辐射加热并形成三种不同厚度的有机板，并在同一注塑工艺阶段形成高质量的可见表面。

注射成型机的制造商和系统解决方案提供商ENGEL奥地利已经宣布，在K 2019展销会（杜塞尔多夫，德国，10月16日至23日）将引入的红外固化技术作为它的制造单元的一部分，具有与复合材料的热塑性塑料注塑预成型包覆成型。

ENGEL 将使用organomelt工艺生产演示部件，以反映车门模块的最新创新。ENGEL的生产细胞被认为是世界上首次使用红外辐射来加热，并形成不同厚度的三个有机片材，以及在相同的注射成形高质量的可见表面成型过程的阶段。该系统将配备三台同时运行的ENGEL easix铰接式机器人。

“在汽车行业的轻量化方面，热塑性复合材料的重要性日益增加，”恩格尔轻质复合材料技术中心主任NorbertMüller博士说。

这有两个主要原因。首先，一致的热塑性方法可以有效地整合纤维增强预浸料的成型和功能化，从而降低单位成本。其次，仅使用热塑性聚合物可以更容易地制定回收策略。

“将复合材料部件在其使用寿命结束时返回材料环路是电动汽车行业持续发展的优先事项之一，”Müller指出。“即使在飞机制造中，热塑性解决方案现在也变得越来越频繁。”

恩格尔对可持续交通需求的回答是有机体。在有机金属工艺中，将具有热塑性基质如有机片和带的纤维增强预浸料加热，插入模具中，在那里形成并直接用热塑性塑料包覆成型。该工艺已用于大批量生产，ENGEL organomelt用于全自动生产前端载体等物品。

随着流程的进一步发展，恩格尔正在与客户和合作伙伴共同致力于设计具有目标负载分布的复合材料组件的生产方面。

“未来，将为每个部件组合几种不同的预浸料，以便根据相关部件的形状以及部件内部各个区域的不同应力来定制轻质结构特征，”Müller解释说。“K展上的生产单元将清楚地展示出巨大的潜力。”

模塑工艺是与汽车供应商Brose（德国科堡）合作开发的。ENGEL表示，生产单元是目前世界上唯一能够在一个完全自动化的过程中同时处理厚度在0.6 mm和2.5 mm之间的三种不同形状有机板的系统，包括集成的IR烤箱。由于在负荷分布的基础上有针??对性地选择有机板，因此可以处理各个组成区域的不同应力 – 这是博泽通过各种模拟过程帮助确保的结果。例如，在K展上制作的演示部件在其窗框区域比在门内侧更坚硬。

由于在负荷分布的基础上有针??对性地选择有机板，因此可以处理各个部件区域的不同应力。

加工有机板的一个挑战是预浸料的加热。它们加热和冷却所需的时间取决于它们的厚度。快速加热材料而不损坏材料是很重要的，因为快速和直接过渡到加热预浸料的模具。ENGEL的有机金属生产单元基于双3660/800注塑机，因此包括两个集成的IR炉。立式红外线烤箱位于夹紧装置的正上方，用于加热有机板，厚度仅为0.6毫米。这样，薄的有机板快速到达模具，确保它尚未冷却并且不可能形成。在移动压板上方的基座上的标准水平IR烤箱将用于两个较厚的有机板（1 mm和2.5 mm）。这种布置缩短了烤箱和模具之间的距离，并且由于烤箱不需要单独的地面空间而节省了空间。两台红外线烤箱均由ENGEL内部开发和制造。这些和三个easix机器人与IMM的CC300控制单元完全集成，可通过机器的显示屏进行集中控制。

所有三个有机板同时加热。然后三个easix机器人中的两个可用于处理有机板。它们在夹紧单元上方彼此相邻。当第一个机器人负责处理两个较厚的有机板时，第二个机器人负责处理最薄的板。在整个加热过程中，它将有机板保持在垂直辐射场的前面，以便在设定的加热时间结束后将其放入模具中。第三个机器人位于夹紧单元旁边。其工作是移除模制部件，同时将三个有机板中的一个移入模具中以进行注射成型过程。

从中国原料生产商金发（中国上海）获得的有机板材由玻璃纤维制成，并以聚丙烯为基质材料。当由Georg Kaufmann Formenbau（瑞士Remetschwil）建造的模具 关闭时，形成有机板。紧接着，它们在同一模具中用玻璃纤维增??强聚丙烯包覆成型。加强筋的形状位于部件的背面，而皮革外观的纹理则在可见侧形成。

“当直接包覆成型有机板材时，我们可以获得出色的粒面皮革外观，以前在有机板材方面看来是不可能的，”Müller说道。“在这方面，我们正在为未来使用有机金属工艺生产大型结构热塑性门结构奠定基础。”

ENGEL在其轻质复合材料技术中心开发的生产解决方案以其高效率和成本效益而着称 – 这两者都是大批量生产应用的基本要求。

“恩格尔在自动化领域的丰富专业知识发挥了重要作用，”恩格尔自动化与复合系统事业部副总裁Walter Aumayr表示。

由于三台ENGEL easix铰接式机器人同时运行，恩格尔展台上的有机金属单元将提供最先进的集成复合加工示例，是ENGEL迄今为止展示的最复杂的生产单元。贸易展。

“我们整合的流程阶段越多，生产单元所包含的单个系统越多，整个流程就越复杂，”Aumayr说。“因此，作为系统解决方案提供商，恩格尔确保整个单元中存在一致的操作逻辑和联合数据管理，使得使用铰接式机器人变得更加容易。在车间注塑成型的工人可以相对简单地操作easix机器人。“

ENGEL系统的一个特殊方面是IR烤箱也完全集成到CC300控制单元中，确保整个过程具有统一的操作逻辑。此外，由于成型机，机器人和外围设备都在ENGEL系统解决方案中访问相同的数据库，因此错误风险降低，效率提高。不需要额外的硬件，easix铰接式机器人可以使其运动与模具中的运动同步，例如抽芯或顶出器的运动。

“因此，我们可以减少周期时间和资本支出，特别是在涉及大规模系统时，”Aumayr说。

2）科思创开发出连续纤维增强热塑性复合材料笔记本电脑外壳

最新的生命周期评估（LCA）发现，由科思创（德国勒沃库森）制造的Maezio连续纤维增强热塑性复合材料笔记本电脑外壳与传统铝镁合金相比，可显著减少70％以上的碳足迹。

LCA研究按照ISO 14040/14044标准进行，由DEKRA Assurance Service 公司（德国斯图加特）牵头的独立LCA专家小组审查，比较了一系列综合参数来评估由两种材料制成的A级笔记本电脑外壳的性能。在所有影响类别的外壳中，A级复合材料笔记本外壳从原材料提取到使用寿命结束的环境性能都比铝镁合金外壳更好。

科思创热塑复合材料业务负责人Lisa Ketelsen表示：“热塑性复合材料非常适合为满足未来需求的IT设备生产更薄、更轻、更坚固的零部件。Maezio热塑性塑料不仅具有机械竞争力，而且具有环保优势，这将为电子行业和许多其他行业提供强大的解决方案，以减少碳足迹并实现其可持续发展目标。”

与铝镁合金相比，Maezio复合材料的重量可以减轻15%左右，与金属材料相比，复合材料A级外壳具有类似的良好弯曲和扭转刚度。

此前，在2017年科思创凭借新一代笔记本复合材料A级外壳获得欧洲塑料创新奖。该开发成果获得了“最佳轻量化创新”类别的二等奖。

3）Haydale展示了其石墨烯增强复合材料工具和汽车车身面板

全球先进材料集团Haydale宣布其石墨烯增强预浸料已被纳入新型BAC Mono R的复合材料模具和汽车车身面板中，并在Goodwood Festival of Speed上首次亮相。

Briggs Automotive Company（BAC）与Haydale和Pentaxia合作，使用Haydale的石墨烯增强碳复合材料制造了轻质BAC Mono R机身。

使用Haydale的石墨烯增强工具材料形成零部件。制造身体部位的过程的结果是完全可视碳材料，其可以根据需要进行涂漆或涂漆。石墨烯增强的工具材料提供了显着改善热膨胀系数（CTE）的潜力，这是使用金属工具的关键问题，对优质和更高尺寸稳定性的需求，以及增加其寿命的潜力。工具。

Haydale首席执行官Keith Broadbent评论道：

“在该项目的开发过程中，Haydale改善了供应链，同时使BAC能够提高材料的性能。虽然这一成果主要集中在汽车行业，但所提供的知识和改进为多个市场的工具材料提供了更广泛的机会，特别是在存在吞吐量限制的情况下。

Briggs Automotive Company的设计总监Ian Briggs补充道：

“BAC永远是一个创新者，能够发布完全结合使用石墨烯的新车只是我们如何推动边界的另一个例子。利基汽车制造商在汽车行业中占据着至关重要的地位，成为大众市场生产技术的垫脚石 – 在我们与Haydale和Pentaxia的研发项目取得巨大成功后，Mono R很可能成为石墨烯增强复合材料的垫脚石车身面板和工具在不久的将来会覆盖更广泛的汽车行业。”

4）让人脑洞大开的新材料和新工艺

材料作为航空业发展的基石，在航空百年的发展历程中充当了重要角色。时至今日，随着人类对于飞行速度、舒适度要求的日益提高以及运营商对于飞机效率要求的日益苛刻，制造商不断尝试使用新材料和新工艺来提高飞机性能，以更好地满足各方的要求。

从竹纤维到蜘蛛丝

尽管与传统金属材料相比，复合材料具有明显的优势，但在“绿色航空”的大背景下，这种材料却有其天生的弱点——在生产过程中，复合材料在经过固化后很难再次分解和回收利用。因此，碳纤维复合材料的废料往往只能通过填埋的方式进行处理，对环境造成了一定的影响。

为了解决这一问题，法国多家企业正在联合进行一项名为“BAMCO”的项目，该项目旨在研发一种由竹纤维制成的新型生物基复合材料。这种更加环保的复合材料未来可用于替代玻璃、酚醛类树脂基复合材料，应用在飞机的机舱内部盖板、机身包覆盖板和机载厨房等部位。

多项试验数据表明，竹纤维比传统的玻璃纤维质量更轻，却拥有旗鼓相当的应力水平，这使得它可以成为“客舱内部具有简单几何形状的非承力或次承力结构”等部位的理想替代品。为了降低生产和使用成本，在BAMCO项目中，研制团队将这种基于生物材料的复合材料与传统制造工艺相结合，这将对材料的批量化生产起到关键作用。目前，已有一些欧洲的客舱和部件制造商对这种新材料表现出浓厚的兴趣。根据公开资料，欧洲丽萨航空将成为全球首家使用由新型生物基复合材料生产的驾驶舱部件的客户。

与此同时，空客正在与德国AMSilk公司合作，共同研发一种利用合成蛛丝纤维制成的新型复合材料，并计划于今年发布由这种新材料制成的产品。

这种由合成蛛丝纤维制成的新型复合材料被称为“生物钢”，是由慕尼黑工业大学的一项科研成果衍生出的新材料。简单来说，这种新材料是一种由蛛丝蛋白制成的生物高分子材料。科研人员利用植入了蜘蛛基因的细菌发酵来获得这种蛋白质，并将其应用到商业领域。

目前，阿迪达斯的部分运动鞋中已经应用了这种材料，它具有更轻的质量和更好的减震性。受此启发，空客正在与AMSilk公司一起加速推进这种新材料的研发工作。如果进展顺利，空客将成为全球首家使用这种“生物钢”的航空企业。

波音在新材料的研发上也不甘落后。目前，波音正与HRL实验室、加州大学尔湾分校共同研发一种比泡沫塑料还要轻100倍的超轻金属材料。

这种名为“微晶格”（microlattice）的材料，99.99%是中空结构，也就是99.99%是空气，其余0.01%是相互连接的3D多孔聚合物中空管，中空管的厚度只有头发丝直径的千分之一。

据波音公司介绍，如果将一只鸡蛋包在这种材料里，从25楼扔下地面，鸡蛋也不会有任何损伤，中空多孔结构使其具备了超高吸能特性，即便本体被压缩50%之后也能轻易还原。

此外，这种新材料比泡沫塑料要轻100倍，和骨骼的构造差不多。在波音公开的一段视频中，研究人员可以轻易地将微晶格金属吹起来，它就像羽毛一样轻轻地飘到空中，然后缓慢落地，很难想象这是一种金属材料。波音表示，这种材料如果能够应用于飞机制造，将大大降低飞机的重量，实现更高的燃油效率。

除了新材料研发之外，NASA的研究团队还“异想天开”地试图利用复合材料自身的结构和分子的排列组合来提高机翼效率。

空气动力学研究表明，机翼的形状对飞行效率有巨大的影响。从理论上来说，机翼设计的好坏取决于多种因素，如飞机的重量、飞行速度、飞行姿态等。从这个角度来说，刚性机翼并不是效率最高的机翼。为此，NASA的自适应数字复合航空结构技术团队利用碳纤维复合材料，设计了在飞行过程中可以改变形状的机翼，以求降低飞行阻力。

在这项研究中，美国宇航局（NASA）与美国麻省理工学院、康奈尔大学、加州大学圣克鲁斯分校、加州大学伯克利分校和加州大学戴维斯分校合作，使用新的复合材料来制造一种能够主动改变形状的超轻型机翼。

在NASA的这项研究中，机翼由碳纤维复合材料构件单元组合而成。这些构件单元被组装成晶格结构或以重复结构排列，构件的排列方式决定了机翼的弯曲方式。借助制动器和飞行控制系统，机翼能在不同的飞行状态下变成最合适的形态。NASA表示，这种更加智能的机翼最显著的特点是可以通过减少由诸如襟翼、方向舵和副翼等刚性控制表面所带来的阻力，从而提高飞机的空气动力学效率。

为了满足产能提升的需求，一些创新的生产工艺应运而生。其中，非热压罐工艺进入热固性复合材料主承力结构制造领域引发了复合材料制造体系的一场变革。由于热压罐的使用成本昂贵，同时还会限制生产效率，因此，摆脱热压罐的掣肘是复合材料生产过程中降本增效的关键。

2015年，NASA开始了第一次尝试。其对一种翼身混合体飞机的非圆柱形复合材料压力舱验证件进行了测试，该验证件采用了波音的非热压罐制造工艺。同年4月，俄罗斯航空复合材料公司交付了MC-21干线客机第一套非热压罐工艺制造的复合材料中央翼盒，该机的机翼蒙皮也由非热压罐制造，这是大型民用客机第一次采用这一技术。

在有了制造工艺的支撑后，热塑性材料开始逐步替代热固性材料，在航空器承力部件中被更多地采用。

空客表示，在A350项目之前，公司已经将热塑性材料应用在超过1500种零部件上。此外，在欧盟的框架计划下，空客还在加快大型热塑性复合材料主承力结构方面的研究。庞巴迪公司则公开了一项新型热塑性复合材料托架技术，适用于飞机机翼、中央翼盒以及油箱的液压和燃油托架，使用这种新材料生产的零部件可比金属材料零部件减重至少40%。

随着技术成熟、成本降低，更多复合材料结构件制造商将从经济性和周期短的角度，选择非热压罐材料与工艺，这在复合材料结构件设计、制造流程，以及原材料和制造装备供应链中掀起了一场新的变革，越来越多的企业参与到这场技术变革中。

总部位于美国的Tri-Mack塑料制造公司提供了一种“混合”热塑性复合材料部件，其中具有单向纤维增强的热塑性复合材料（用于提供强度和刚度）与注塑成型工艺相结合，以实现设计灵活性。坚硬的单向碳纤维会阻碍部件生产成各种复杂的形状，而注塑成型为该部件带来了额外的功能，克服了坚硬的单向碳纤维带来的工艺性差的挑战。Tri-Mack公司表示，整个工艺过程完全实现了自动化，比制造性能相同的热固性复合材料部件周期更短。

此外，还有一些制造商另辟蹊径，通过开发复合材料纤维的3D“编织”技术来提高生产效率。

法国制造商Saint-Gobain开发了一种用于复合材料纤维的3D“编织”技术，可以将热塑性树脂纤维与增强碳纤维编织结合在一起。当部件固化时，热塑性树脂成为材料的基体，碳纤维也嵌入其中。目前，公务机制造商达索公司已经在一款“猎鹰”公务机上采用了由这种工艺生产的零部件。根据Saint-Gobain公司的规划，未来这种工艺还将推广到雷达天线罩、螺旋桨桨毂和排气整流罩等部件的制造中。

5）由环氧碳纤维制成的革命性的飞行汽车概念——羚羊（Antelope）

羚羊（Antelope）是由英国皇家艺术学院智能移动项目的毕业生们设计的一款创新的飞行汽车概念，他们选择了阿联酋的ENATA航空公司来制造这款车。自2016以来，Sicomin公司就一直与ENATA航空公司合作，这使得ENATA在为此项目选择环氧树脂时，很自然地再次选择了与Sicomin合作。

Sicomin为羚羊（Antelope）飞行汽车概念提供环氧树脂

羚羊（Antelope）飞行汽车概念凭借圆滑、前卫的设计而使其看起来更像科幻电影中的东西，但与几十年前相比，这一概念在空中的作用要小得多。世界各地都在开发飞行车辆，它们可能会成为城市交通的未来。

伦敦的艺术硕士课程吸引了来自世界各地的设计师，反应了一个日益要求车辆实现连接、共享、电气化和自主驾驶的世界。今年的毕业生设计了羚羊（Antelope）：这是一款单座、碳纤维的多旋翼飞行汽车。这款飞行汽车最初演示了悬停和实现向前运动的倾斜的能力，下一步就是要像直升机一样起飞，随后将过渡到倾斜的风扇，所达到的速度将从车身产生升力，这样，羚羊（Antelope）就将像飞机一样继续飞行。

Enata航空公司以其先进的无人驾驶飞行器、无线电控制飞机和多旋翼直升机而闻名，因而被皇家艺术学院的毕业生们选中，在其位于阿联酋沙迦的工厂中制造这款1/2比例的示范车。该公司采用超轻的航空材料和技术来满足最高的质量标准和公差标准，并使重量保持在绝对最小值。Enata航空公司的交互式客户进度 告系统提供每日更新的生产进度，允许这些毕业生们监控其生产过程。在具有挑战性的60天期限内，Enata航空公司交付了2.5m长、1.5m 宽的羚羊（Antelope），它拥有9kg重的全碳纤维车架。

Sicomin为羚羊（Antelope）飞行汽车概念提供环氧树脂

Enata航空公司的理念是由高性能所定义的，而且要在其所有的应用中都要实现这一点——从先进的飞行器，到动力船和前沿的建筑项目，设计则是以先进的复合材料技术为基础。

Enata航空公司CEO Olivier Nicolas表示：“多年来，Enata与Sicomin公司在螺旋桨飞机和其他许多复合材料的产品上展开了合作，因此我们完全相信Sicomin的优质环氧树脂是制造革命性的羚羊（Antelope）飞行汽车概念的完美选择。”

该公司利用其机器人铣削能力，快速地铣削了一套用于制造汽车车身的32副模具。用于外表面的夹芯板由低密度的PEI泡沫和超薄的双轴碳纤维无卷曲织物成型而出。这种碳纤维织物由不同取向的单向层构成，根据应用区域的不同，采用2～3层的30g重的织物。

内部结构由使用碳纤维织物和芳纶蜂窝芯材的夹层板构成。所有的车身板都是湿法铺层，使用母模进行真空固化，从而提供了最佳的表面质量。

Enata航空公司选用Sicomin公司先进的环氧树脂层压系统来制造羚羊（Antelope）的结构，实现了出色的力学性能和最佳的加工特性。环氧树脂要比其替代的树脂类型明显更强，拥有良好的抗疲劳性和耐久性，并已得到证实，其与碳纤维结合后效果良好。

所选中的Sicomin的SR1700环氧树脂，专为生产适合诸如航空应用的高性能复合材料而配制，该系统在环境温度下黏度极低，能够与各种用于小型或大型部件真空成型的固化剂结合使用，以优化加工时间。它与玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维等各种增强材料之间均能保持良好的粘接性。

Sicomin为羚羊（Antelope）飞行汽车概念提供环氧树脂