用五轴铣完成碳纤维部件的加工

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2016-03-02
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如今,碳纤维(Carbon)已经开始应用到摩托车和保时捷上了。这种材料的专家为在FIA获得长距离冠军的保时捷团队提供了前端面和方向盘的附件,这些附加模具就是通过5轴铣加工中心完成的。

位于Murr 的Ubc Composites公司是LMP1组保时捷赛车团队的合作伙伴,参与了保时捷919 Hybrid 车型的制造。该公司有150名员工,多年来从事Carbon材料加工的专家鉴定工作,为赛车队取得成功作出了贡献。20年以来,Ubc公司一直设计和生产要求严苛的碳纤维部件,并将其应用于摩托车运动和系列汽车(如目前的Porsche GT3 RS)。该公司拥有现代化的加工车间,加工深度为100%, 因此,所加工的部件质量有保证。这也取决于DMG MORI DMU系列的3台加工中心,Carbon前端面和方向盘的附件。

长期以来,具有轻量和稳定性的Carbon材料成为了摩托车运动的重要材料之一。碳纤维适用于空气动力的连接部件, 也适用于重要的安全结构件,如救生单体壳(赛车手安全保护仓)。 Ubc 拥有不同赛车等级的专业力量和经验,重要的是, 这些经验来自于实践。Ubc 公司CNC 团队负责人ThorstenLengwenus说道:“在设计和加工碳纤维部件中,我们可以影响其之后的性能,例如重量和强度, 也包括压力的稳定性,振动负荷性和温度稳定性。在很多情况下,Carbon是常用轻型材料(铝和钛)中最佳的选择”。

由于以往卓有成效的经验,保时捷在生产LMP1等级时重新找到了Murr的碳纤维专家合作—这次要为汽车前部和方向盘生产不同的附件。其中有单件加工或者小批量,除此之外,还确定在批量加工Prosche911GT3RS时,车身采用碳纤维材料,并将Ubc作为Porsche的维修企业。损坏的附件进行全面维修,这样比更换全套备件价格便宜。

碳纤维部件加工的所有工序全部在工厂内完成,原因是:这样做灵活性和质量有保证。根据CAD图纸制成模板,模板将碳纤维切成所需的形状。层状化后单件的碳纤维部件被放置到无尘房内。3台压热器产生必要的压力和温度,将高价值的元件加工而成。Ubc采用铣加工工艺,完成了全部铝模具的加工。

全部铣加工采用的是DMG MORI的三台DMU加工中心生产线(DMU200P、 DMU125 和HSC105 )。 其机型是5轴配置,装有海德汉控制系统。从柔性化考虑,每个操作人员都可以单独操作各机床。目前是单班工作制,计划还要增加班次,最终实现无人操作班。“增加晚班和夜班两个班次,主要是加工需要长时间加工的部件或者大批量的小部件。机床工作台的尺寸足够大,工件托盘符合高质量标准。模具的精度决定着最终产品的质量。”Lengwenus说道,“所以要采用高效率和精密可靠的机床。我们要指出的是,CNC加工的作用是无摩擦加工,为了能保持赛车中必要短的反应时间。”

Ubc未来发展前景看好,目前正在考虑扩展:从2014年起,员工数量已从原来的75名增加到了150名之多。为了保证产品质量,专门为批量加工建立了拥有同样设备的第2个工厂。Lengwenus这样预测工业的发展趋势:“汽车制造领域中与铝材相比,将有更多人应用碳纤维材料。以继续弥补电动汽车电池的大重量”。Ubc在赛车领域同样占有优势:在Porsche919 Hyrid加工后,紧接着就是Saison LMP1等级。这对于每个配套供应商都是极大的动力。

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