意大利制造：兰博基尼Aventador

作者：Amanda Jacob

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 《增强塑料》（Reinforced Plastics）的往期文章《兰博基尼：碳纤维30 年》（Lamborghini: 30 years of carbon fibre）概述了兰博基尼汽车在碳纤维采用量上的增长。该公司称，2009 年其碳纤维用量约为100 吨，而这个数字在2013 年翻了三倍，已经超过300 吨。 兰博基尼公司目前在其圣阿加塔总部制造其Gallardo 和Aventador 系列跑车车型。Gallardo LP 570-4 超级轻量版和Gallardo LP 570-4 Spyder Performante车型展示了其对碳纤维材料在铝质车身结构上的应用目标——车体外壳及内饰，而在2011 年推出的Aventador 则拥有兰博基尼推出的首款碳纤维增强塑料单体壳结构。该款车型同时拥有碳纤维发动机罩、可移动扰流板和侧风口；铝质前发动机罩、前挡泥板和车门；以及SMC（片状模压塑料）后挡泥板和摇臂盖。 Aventador 单体壳结构 兰博基尼Aventador 是唯一一款具有全碳纤维复合材料单体壳结构[ 其中包括被称为“舱室”（tub）和车顶的基本结构] 的量产车，而兰博基尼公司也是唯一一家为量产车型生产碳纤维复合材料单体壳结构的汽车制造商。 碳纤维复合材料单体壳结构能够确保极高的扭转刚度，保证路面驾驶时的精确操控，为驾驶人员及乘客带来高度安全性。（F1 赛车采用碳纤维单体壳已经有很多年的历史。）单体壳结构由一系列功能各异的零部件组成。然而，经过固化过程，该结构就如同一个单独部件发挥着作用。 该单体壳结构仅重147.5 公斤（324.5磅）。该结构的前后端与高刚度铝质副车架相连。悬挂、发动机与传动系统就安装于其上。 整个汽车白车身仅重229.5 公斤（505 磅），具有高达35,000 牛顿米/弧度的扭转刚度。这保证了精确的方向盘转动控制、出色的转向精度和灵敏的转向反馈。 复合材料技术 该单体壳结构采用了碳纤维增强复合材料制造技术。 树脂传递模塑成型（RTM）工艺：在该工艺过程中，碳纤维预制体经树脂浸渍。部件在模具中经高温固化。在兰博基尼公司专利的“RTM-Lambo”工艺中，最终模具并不是一个重量大、结构复杂的金属件，它采用轻质碳纤维增强复合材料制成，令制造过程更快、更灵活、更高效。此外，该RTM-Lambo 工艺的一个额外好处是较低的灌注压力，因而无需采用昂贵的设备。 预浸渍：将碳纤维预浸料剪裁成形，放置在模具中，并且在热压罐中于一定的温度和压力下固化。预浸渍部件的制造较为复杂，但却能得到较高的表面质量（A 级），这是兰博基尼公司在生产可见零部件时的优先选项。 编织：碳纤维编织技术由纺织工业衍生而来，被用来生产针对特殊应用的管式部件，如车身立柱和踏板。编织结构随后采用RTM 工艺来加工。 该单体壳结构还采用了环氧树脂泡沫组件。这些组件被安装在一些关键部位，用以增加单体壳结构的刚性；它们起到复合材料层间间隔件的作用，同时也能减少噪音和振动。此外，还将铝质插入件层压到单体壳的前后端表面，帮助其与铝质前后副车架连接。 生产线 由于所用材料及工艺的复杂性，兰博基尼决定自主生产Aventador 超级跑车的单体壳部件。该公司为此单体壳结构及整个汽车白车身的生产而在圣阿加塔建立了5400 平方米的生产设施。 这家制造工厂共建有5 条生产线： 1. 预浸料制件在第一条生产线上进行生产。该生产线的运作需要高水平的人工劳动，部件的固化在热压罐中进行； 2. 在第二条生产线上，零部件及半成品采用RTM 工艺来制造。该工艺具有高度自动化。固化过程在加热腔中进行。经热压罐固化的预浸料制件以及环氧树脂泡沫部件在这条生产线上整合到由RTM 工艺成型的单体壳结构中； 3. 环氧泡沫加强件在第三条生产线上生产。这些零部件在随后以插入件的形式整合到预浸料件及RTM 成型件中去。 4. 单体壳结构及汽车车顶的机加工在第四条生产线上进行，这些部件在这里进行装配和检测； 5. 在第五条生产线上，单体壳成品与铝质前后副车架及所有的车身外壳零部件相连，从而制得车架成品。 预浸料生产线从材料的自动裁切开始。该过程采用一台置于温度控制间内的电脑控制裁切设备来完成。随后，由经验丰富的专家来执行预浸料在模具中的定位工作。经过真空袋工艺后，在两个热压罐内进行固化，固化压力为6 巴，温度为135℃。 RTM 生产线采用自动预成型工艺，该生产线始于干燥纤维布的裁切。预制纤维毡以剪裁后的最终形态在模具上连接，激光技术在此处完成定位过程。而后将模具闭合，注射树脂，并在100℃左右固化。 在RTM-Lambo 工艺中，模具由碳纤维复合材料取代钢铁制成。在某些案例中，它只履行该工艺过程中下一加工步骤中“模具”的职责。在下个步骤中，只需简单加入其他的零部件，一同固化即可。 兰博基尼与其供应商共同努力，为其RTM 技术开发了独有的纤维和树脂体系。 每个单体壳都经过测量，确保仅0.1mm 的严格公差。 在组装生产线上，单体壳与铝质副车架以及前扰流板和车尾分流器等其他零部件装配起来。此时，每辆车都要从整体上进行检测。该自动化精密检测系统部分采用激光技术，部分通过触控技术。 最后由训练有素的专家采用光通道检查表面质量。最终，白车身在验收后进行喷涂及整车装配。 研发中心 专利的RTM-Lambo 工艺在兰博基尼公司同样位于圣阿加塔的先进复合材料研发中心[Advanced CompositeResearch Center (ACRC)] 诞生。40 多名工作人员在此工作，致力于汽车零部件的研发，以及原型和模具的制造，并探寻最佳的制造方法。 ACRC 由两大设施组成：预浸料中心（Prepreg Centre） —— 采用热压罐技术的制造方法在此处得到完善；以及“非热压罐技术中心（Out of ClaveCentre）”——此处的工作集中在那些无需采用大型热压罐的技术上。 在ACRC 还研发了碳纤维增强材料结构的修复技术（见兰博基尼的《“飞行医生” 诊疗碳纤维材料修复》）（flying doctors' take care of carbon fibrerepair）。 兰博基尼在美国也拥有一个研发中心。在兰博基尼位于华盛顿大学的先进复合材料结构实验室[Lamborghini Advanced Composite Structures Laboratory（ACSL）]，这家汽车制造商与其美国的研究伙伴共同合作，它们包括波音公司和卡拉威高尔夫公司。 多年来，兰博基尼积累了大量碳纤维技术的相关专利，包括RTM-Lambo工艺、单体壳装配方法，以及RTM 工艺过程所采用的自加热模具技术。更多的专利技术还在审批过程种，该公司正努力加强其在碳纤维复合材料领域的地位。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/1/2014)