在本次采访中,AZoM与TRB的运营经理Francis Arthur谈论了TRB的运输解决方案及其复合产品。
您能给我们介绍一下TRB Structures生产的解决方案吗?
TRB制造轻型组件运输的应用程序。我们的目标是使铁路、电动汽车、汽车、汽车或飞机的运输更轻。到目前为止,该公司的大部分工作都集中在火车内部部件的制造上,包括隔墙、地板、天花板、存储模块或卫生间模块。
最近,我们开始研究复合材料,这当然是我的背景。我们目前正在研究电动汽车内的复合电池盒。我们基本上是使用复合材料来生产电池容器,这种容器具有足够的阻燃性,可以在任何事故中保证车辆的安全。亚博网站下载
复合材料为以前的铝或钢提供了一种轻质的替代品。从电动汽车的角度来看,它们特别有用,因为较轻的车辆具有更高的续航里程和电池寿命。
TRB与其他运输解决方案公司不同。许多公司提供一种材料,如复合材料或铝制加工公司。TRB提供轻质结构,我们可以根据我们正在使用的应用程序使用一系列材料。亚博网站下载在物质选择方面,我们没有加权或倾向一个特定的解决方案 - 我们可以为客户提供最好的服务。
交通运输局经营的各个运输部门在制造零部件时面临的主要挑战是什么?
我们的三个主要运输区域是铁路、航空和公路,这些人中的每一个都存在不同的挑战。我们与铁路行业合作最长。我们的主要挑战是新的设计工作,提高生产效率,尽可能竞争。然而,在过去的几年里,我们看到铁路行业的变化,因为他们走向使用更多更环保的能量,更轻的材料变得更加普遍。亚博网站下载
我们在这里进行优秀的工作和创新。例如,我们在两个试验项目中使用了复杂的复合夹层结构,一个用于火车门,另一个用于轻型有轨电车的车厢壁的一部分。铁路行业通常不太注重减轻重量,因此对复合材料的需求也较少。然而,轻量化特定部件,如门,可以减少打开机构的磨损,增加使用寿命。
例如,在需要轻量化的火车应用中,电池电力列车的挑战具有越来越兴趣,而且轻量化可以改善这一点。
相比之下,航空运输主要受重量限制的影响。我们在此面临的挑战是尽可能生产出重量最轻的解决方案。目前,我们与大型乘客或大型航空航天的合作较少,更多地是与飞行出租车和送货无人机等电动汽车合作。
重量至关重要,因为苍蝇需要轻便的东西能够高效。然而,减轻重量也会增加有效载荷和增加的范围,这是来自电动车辆的观点来源的基本考虑因素。
道路运输的挑战与成本和重量有关,但体积也是一个大问题。在寻求在汽车行业使用复合材料时,一个关键的挑战是,体积要求与复合材料行业可以开发和交付的内容不一致。
复合材料历史上用于小批量工业,如一级方程式。然而,在日常汽车中实现复合材料的好处需要每年制造数万或数十万个零件。在汽车应用中提供高质量、低成本、轻量化的零件是一个现实的挑战。TRB开发了一种称为FPC的大批量复合材料制造工艺,以应对这一挑战。
复合材料在降低运输能耗方面发挥了哪些作用?亚博网站下载
使用复合材料有很多好处,但主要是为了减轻体重。使用轻量级版本的组件是减少能源消耗的最明显的方法。
复合材料比典型的金属部件密度低,所以相同的部件会更轻。更重要的是,复合材料具有更高的刚度,这意味着可以减少制造相同力学性能零件所需的材料数量。此外,可以优化零件设计和纤维取向,以确保在你需要的方向或特定区域的强度。
使用复合材料有许多不同的方法。亚博网站下载然而,它们都有一个共同的目标,即制造出具有相当机械性能的零件,同时要轻得多。
TRB如何利用新材料来增加可持续性?亚博网站下载
可持续性的重要因素正在努力减少能源使用情况,这是TRB的重要愿景,公司一直专注的东西。
可持续性和可回收性已经成为复合材料行业的重点。该行业目前面临两大挑战。使用的绝大多数树脂系统都是石油衍生的,使用石油和天然气行业的原材料并不是最可持续的途径。第二个问题是复合材料的寿命很难终止。从本质上讲,它们不会腐蚀或分解,以环保的方式去除它们是一项挑战。目前,这些垃圾要么进入垃圾填埋场,要么被焚烧。亚博网站下载
TRB不是使用石油衍生材料,而是首批使用名为PFA(聚糠醇)亚博网站下载的树脂系统的公司之一,PFA是一种从甘蔗行业的生物质废料中提取的树脂。
PFA有优缺点,性能与酚醛树脂最为相似。从好的方面来看,它在FST(火灾、烟雾和毒性)方面表现良好,这是许多树脂系统通常难以解决的领域。另一方面,它的粘结强度和机械性能相对较低,这意味着使用PFA制造结构部件或夹层板具有挑战性。
我们已经做了大量的工作,以最大限度地提高PFA的好处,同时致力于改善其粘接性能。这花了大约三年的时间,但我们已经开发出了一个解决方案,我们可以使用PFA来制作具有良好结构性能的夹芯板。我们现在可以将这种树脂系统用于销售给客户的结构产品,这是我们非常自豪的事情。
它仍处于开发的早期阶段,但我们也与一家创造了完全可回收的树脂系统的公司合作。这将意味着该树脂可以在其寿命的尽头溶解并且在开始更多复合组分之前再次制成树脂。这是可以将复合材料转变为循环经济或循环制造系统的技术。
您如何认为未来的复合材料在运输业中?
我认为未来是非常乐观的。复合材料在运输中的应用将不可避免地出现显著增长。复合材料提供了一种独特的解决方案,使交通运输更轻,而且这项技术的好处太好了,它不可能在运输行业更广泛地推广。
例如,f1赛车在车体方面80% -90%是复合材料的。我不明白为什么这种技术带来的性能好处不能推广到更广泛的汽车行业。这已经开始到了一定程度。例如,宝马i3是一款量产车,车身外壳完全是复合材料。
有很多综合研究领域将有利于行业。一些例子包括;正在进行的工作来降低碳纤维的成本,因为这变得更便宜,几乎肯定会在更多的应用中使用。复合材料和多材料结构的连接 - 例如,使用复合材料,例如,以实现不同材料的互利。亚博网站下载我认为使用玻璃和碳纤维的附加材料如导热率和导电性等材料性能也将存在多官能复合材料的升高。我们还将看到继续使用热塑性树脂的使用,加强复合材料的可回收性和可制造性。自动化是另一个将提高生产率和完善行业的关键因素,进一步加强了跨越更广泛运输部门的复合材料的引入。
话虽如此,我认为复合材料必须克服两大障碍。一个是已经提到的可持续性和生命终结问题。在这一问题完全解决之前,我认为这将减缓复合材料使用的增长速度。第二个障碍是确保有效和高效的批量生产。一个充分集成的大批量复合材料生产系统至关重要。
什么是停留要留在减少能源消耗的最前沿?
我的观点是,复合材料将更多地用于大规模运输,因此解决前面提到的质量-体积问题是目前最重要的障碍。TRB已经在一条生产线上工作了大约两年,该生产线将以中高批量率生产复合材料零件。
新开发的工艺将我们从碳纤维编织到另一端的成品复合材料。这一过程包括使用预浸料机将纤维转化为预浸料,自动切割站将从预浸料机上下来的薄片切割,以及将这些预浸料精确地放入压成型过程中以创建复合材料部件的自动化方法。一旦完成此工作,将使用自动去毛边来完成该部件,并根据客户的要求在复合部件上添加金属镶件、液体垫圈或其他额外材料。亚博网站下载
我们的目标是让整个过程以一种自动化的方式运行,并且加载时间只有个位数。就复合材料的制造速度而言,这是一个台阶式的变化,据我所知,目前还不存在这种情况。
我认为这是未来,这就是那么TRB正在做什么;认识到未来发展越来越轻的运输解决方案。
对应聘者
Francis Arthur是TRB的运营经理,并负责TRB产品的工程和制造。在此之前,他是研发经理,开发和实施创新的新材料和流程,进入TRB,以推动他们环保的轻量级解决方案的制造。亚博网站下载
Francis拥有材料科学硕士学位,在聚合物、热固性和热塑性塑料方面有亚博老虎机网登录出色的知识。他在开发TRB新型垂直集成、全自动复合材料制造工艺方面发挥了重要作用。过去两年,Francis一直是Composites UK的活跃董事会成员。
这些信息来源于TRB轻量化结构有限公司提供的材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息,请访问TRB轻量化结构有限公司
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