奧迪碳纖維復材從預研發至奧迪R8、A8碳纖維部件的生產制造的全部環節，包含：奧迪產品研發前所遭遇的瓶頸問題、挑選自主研發的緣故、荷載工作狀況的設計方案工作中、超迅速環氧樹脂傳送模塑的產品研發之途、技術性取得成功后向經銷商的應用推廣及將來的產品研發之途。

據外媒報道，奧迪挑選設計制作產品研發其碳纖維復材零部件，企業期待將來能完成髙速批量生產。現如今，在優秀復材(advanced composites)這一市場細分內，車配復材或將變成業界各原材料經銷商及零部件生產商的新寵兒，做為其眼里的第二大關鍵市場定位，該市場細分的影響力基本上可匹敵航空公司領域。

奧迪碳纖維復材預產品研發環節所遭遇的難點

殊不知，不銹鋼板材和鋁型材仍遭受汽車制造業的親睞，復材的發展還必須時間和業界同行業的勤奮，由于其遭遇下列挑戰：復材構造繁瑣，因為這類復材由紡織材料與別的材料混和而成，這代表著要完成需要的技術參數，當今的設計方案及實驗還遭遇許多難度系數。

有別于不銹鋼板材及鋁型材，復材并未完成精益化管理生產制造，這代表著其產品成本較高，生產周期更長。雖然各種汽車企業積極主動著眼于汽車新能源，不遺余力緩解車重。因此，奧迪想要把握住這一機會，關鍵產品研發碳纖維復材。

現如今，最先要應對的難題是：奧迪需從哪種下手?

現階段最廣泛的作法便是自小大批量運用剛開始，逐漸完成髙速批量生產，這從各汽車企業的產品研發發展戰略中就可以清晰地感受到。在近期的七年里，奧迪就這樣實際操作的。企業的產品研發工作中起源于其模塊化設計超級跑車系統軟件(Modular Sports-Car System，MSS)，企業將該車體架構設計方案運用到奧迪R8 Coupe、奧迪R8 Spyder、奧迪R8 LMS(跑車)及法拉利Huracan等諸多車系中，法拉利Huracan是一款二座式超級跑車，其采用了后置攝像頭柴油發動機的設計方案合理布局。

奧迪將MSS做為一款專用工具，致力于將優秀的碳纖維復材運用到白車身(body-in-white，BIW)中，進而緩解車重并提高車子的特性。伴隨著車子電化的持續推動，奧迪更堅定不移了這一設想。奧迪輕量設計方案管理中心碳纖維復材(CFRP)技術研發運營專員David Roquette表明，第一代奧迪R8車系采用了鋁型材，但奧迪決策在第二代R8中采用MSS新項目所產品研發的碳纖維復材。

那麼，第二個難題是：碳纖維原材料將被運用到哪一個車體部件中呢?

Roquette表明，奧迪消耗了三年歲月，對白車身開展了數次產品研發及評定，最后找到回答。他與朋友運用企業內部產品研發的提升程序包，對白車身的23項荷載工作狀況(load cases)開展了鑒別，接著再多方面區別。隨后，她們對每個白車身部件釋放了各種各樣地應力(anisotropic stresses)，將標值設定到最高值，隨后再從這當中找到最合適采用碳纖維復材的部件。

Roquette強調：“殊不知，地應力僅僅在其中的一項要素，合理性也很重要。奧迪在生產制造碳纖維原材料時可否兼具到所述二點嗎?奧迪有著碳纖維復材生產制造需要的技術性嗎?成本費及關鍵層面能獲得改善及取得成功嗎?”伴隨著產品研發工作中的持續推動，奧迪的研發人員逐漸找到合乎所述規范的車配零部件――以轉動軸安全通道(driveshaft tunnel)及(電梯轎廂)后壁(rear wall)。后壁的功效取決于將旅客艙(passenger compartment)與后發動機蓋(rear engine compartment)分隔。據Roquette表露，2016款R8 Spyder和Coupé車系的后壁均采用了碳纖維復材，進而大幅度提高了扭地應力(torsional stress)及車子的彎曲剛度(vehicle stiffness)，還完成車體減脂。

荷載工作狀況的設計方案工作中

Roquette的朋友Felix Diebold表明，當奧迪復材研究所初次關心所述的23種荷載工作狀況時，企業正找尋新機會，期待運用碳纖維復材提高白車身的扭地應力，另外緩解其凈重，進而提高車子的整體抗壓強度及旅客的安全系數。因此，奧迪的設計方案技術工程師們將單邊碳纖維紡織物提升件(woven carbon fiber fabric reinforcements)與迅速硫化橡膠環氧樹脂膠管理體系(fast-cure epoxy resin system)緊密結合。

Diebold表明，奧迪期待R8 Spyder的一部分復材部件能采用泡沫塑料隔層構造(foam-cored sandwich construction)，非常是B柱填充料及后壁這兩個部件。Roquette表明，奧迪采用泡沫塑料隔層，其致力于降低各零部件、B柱填充料、加強件(consolidate part)中碳纖維的使用量，另外提高其抗壓強度及彎曲剛度。

當奧迪R8 Spyder的頂棚收攏后，這款車系就發生變化一輛敞篷車。因而，加強B柱的特性就看起來尤為重要了。在非敞篷車方式下，其汽車底盤的可靠性及彎曲剛度在于汽車車門、頂棚梁(roof frame)等部件的彎曲剛度及抗壓強度。在敞篷車方式下，汽車車門等部件也是要保證需要的可靠性及彎曲剛度。

奧迪期待采用環氧樹脂傳送模塑(resin transfer molding，RTM)加工工藝，向被碳纖維包囊的泡沫塑料原材料中引入環氧樹脂膠。Diebold追憶道，該方案的關鍵難點取決于找尋一種易操縱的里層芯板(core material)，且該原材料既不可以過重(相對密度為100-150 kg/m3)，也不可以過輕。不然，在RTM生產過程中，該原材料易被損壞。

奧迪最后談妥了一款全新升級計劃方案，采用了根據聚羥基pe酰亞胺(polymethacrylimide，PMI)的泡沫塑料，歸屬于目前市面上相對性較新的一款商品。Diebold表明：“該材料不容易被損壞，便于解決。那時候還試著了別的芯板，但存有遇熱、成本費或別的限定要素，最后沒法采用該原材料。”

他填補道，可采用模塑對泡沫塑料原材料生產加工成各種各樣三d樣子，完成突起件、置入件(inserts)以及他金屬材料部件的一體化。在對復材泡沫塑料芯板開展生產加工時，不用開展機械加工及碾磨。除此之外，據Diebold稱，聚羥基pe酰亞胺(PMI)原材料有著勻質芯板構造(homogenous cell structure)，可承受液壓機基樁(hydrostatic testing)實驗。

超迅速環氧樹脂傳送模塑的產品研發之途

最終一項產品研發難點取決于：RTM加工工藝的鑄軋(refinement)，奧迪期待運用新技術新工藝將各種原材料結合到一起。相比于奧迪的產品研發總體目標，所述加工工藝鑄軋看起來甚為零碎，最后，奧迪決策將此項工作中轉交給了一家一級供應商，由其承擔有關的生產制造工作中。

Roquette表明，髙壓環氧樹脂傳送模塑(HP-RTM)變成轎車復材生產商的新寵兒，雖然奧迪也曾考慮到過是不是要采用該加工工藝，但其注塑加工工作壓力達到120-bar。若引入點的工作壓力較高，會對泡沫塑料芯板的一體性導致危害，奧迪并不愿在特性上作出讓步。因此，企業尋找新方式，期待在減少注塑加工工作壓力的另外保證生產周期不容易被拉長。

這看起來是一項無很有可能完成的每日任務，直至奧迪與著眼于壓模感應器(mold cavity pressure sensors)產品研發工作中的產品研發組織 建立聯系后，該難點才獲得處理。彼此對RTM加工工藝中的(fine-tune)了注塑加工工作壓力、縮緊力(compression force)及磨具空隙開展了精確調節(調整)，進而進一步提升了該模塑加工工藝。

Roquette表明，奧迪與這種科學研究組織 協作。據檢測認證，在開展模塑加工工藝期內，若磨腔工作壓力(cavity pressure)是一項基礎調節變量(governing and primary variable)，那麼磨具空隙高寬比及縮緊力也許是一個可調整的中等價，可調節該標值，進而保證生產周期盡量地快。即便沒法保證迅速，但最少還要比髙壓RTM加工工藝快許多。因此，奧迪將該加工工藝取名為超迅速環氧樹脂傳送模塑(ultra-RTM)。

針對奧迪R8 Spyder的隔層構造(sandwich structures)，注塑加工工作壓力不超過40 bar，較大模塑空隙達到0.6mm，較大縮緊力達到500 MT，而磨具溫度不可超出123℃。憑著此項新技術新工藝，注塑加工時間可減少至15秒，而總體生產制造周期可操縱在五分鐘之內。這代表著零部件的生產加工可采用容積較小、價錢相對性劃算的制冷壓縮機，且耗能較低，不容易對芯板的一體性導致威協(不容易被損壞)。

新技術新工藝向生產商的應用推廣之途

Roquette表明，當奧迪初次準備為MSS生產制造復材零部件時，企業所制訂的第一個生產制造對策是與歐州轎車復材加工商局進行協作，由于后面一種也許有著需要的生產能力及專業技術人員，可高效率而迅速地設計方案并生產制造奧迪需要的零部件。殊不知，奧迪最后還是決策自主產品研發這類復材及有關的生產加工技術性。

Roquette表明：“據大家孰知，若奧迪確實要想在復材行業獲得技術性提升，最先奧迪的研發人員盡量要熟練該行業的技術性，次之，盡量要采用自主研發。奧迪有著一支經營規模超大型的研發部門，任何人都會日復一日地花活力刻苦鉆研該新項目。”

直到奧迪原材料及加工工藝的自主研發獲得成效，并將其成效轉交到承擔具體生產制造的幾大歐州復材經銷商時，另一方也對感覺該協作所涉及到的技術性與商品均存有可變性。Roquette表明：“由于這并不是是奧迪從開拓市場上購買的(完善)技術性。奧迪選擇的經銷商也生產制造過這種原材料，有著很多年的生產工藝工作經驗。殊不知，奧迪轉送的自主研發技術性與經銷商所采用的技術性迥然不同。針對此項新技術應用，經銷商層面有點兒無法接納。”

他還講到：“因此，奧迪為經銷商出示了有關的技術性展現，告之其新技術應用的運用方式。最后，奧迪說動了經銷商，由后面一種承擔這種零部件的生產制造，經銷商因此也擔負了很多風險性。做為一家汽車企業的經銷商，要保證這一點的確很不易。”

成本費高居牽制生產制造 奧迪再次探尋新技術新工藝

殊不知，該技術研發及運用仍未停步于2016款R8 Spyder。17年，奧迪引進了一款四座豪華轎車奧迪A8，這款車系采用了碳纖維復材后壁之后窗臺石(upper rear shelf)，所述2款部件都采用了碳纖維復材，也都采用了超迅速RTM加工工藝。

Roquette表明：“容積越大，需要的勞動量就越大。碳纖維制成品部件的成本費還是太高了。現如今，企業將眼光放到商品的各個方面，不僅是碳纖維的價錢難題，也有RTM加工工藝的生產制造速率。除此之外，也要考慮到環氧樹脂價錢、黏合劑價錢，全部原材料鏈的價錢。因此，大家盡量采用全新升級的核心理念。”

來源于：蓋世汽車