




从历史上看,地面防御设备一直是复合材料的一个困难市场,复合材料往往使用传统的坦克设计和材料。加拿大雷霆复合技术公司总裁兼哈勃技术公司的一名工程经理表示,要进入这个市场,必须真正拥有具有成本竞争力的自动化系统,或者某种能够实现自动化的独特低成本工具。陆基武器和设备正在寻求减轻重量,但设备制造商没有预算开发一种前所未有的自动化系统来取代目前使用的手动铺设工具。
陆上系统所涉及的国防装备领域与已全面进入复合材料领域的航天国防市场完全不同。国防工业在本质上与重型卡车市场非常相似,一些车辆平台使用一些相同的钢模具。例如,用于特定皮卡车车顶结构的工具可能用于防御车辆上的类似组件。
凭借在汽车领域复合材料自动化和大批量工艺方面十多年的经验,雷电复合材料技术公司最近实现了进入国防市场的目标,为全球航空航天和航空航天公司通用动力公司提供最新的自动化全电动开发。国防设备公司。坦克开发了悬挂系统和复合半板簧。
进入汽车行业:自动化、连续的复合工艺

( ) 是一家家族企业,50 多年来一直在为各种制造过程构建自动化系统,为汽车、航空航天、国防、医疗和核工业组件制造领域的客户提供服务。
于 2009 年从 分拆出来, 提供复合材料组件原型设计、工程、生产和加工,以及自动化设备和工具技术。公司以自动化设备为基础,既可以开发定制化的自动化生产线进行内部生产,也可以为客户的工厂提供制造系统。
和 共有四个生产设施,制造空间约为 80,000 平方英尺(7,432 平方米)。整套生产设施在运营过程中拥有一整套完整的产业链,不仅可以设计和设计生产产品,还可以设计和建造整个生产系统。
这种对自动化的重视,加上靠近密歇根州底特律,使该公司能够迅速进入原型设计和生产汽车复合材料市场,包括钢板弹簧、转向轴、防倾杆等。

对于主要的板簧组件, 使用称为混合拉挤成型的专利工艺——本质上是一种用于连续拉挤可变厚度复合材料部件的自动化系统。该工艺具有高度可扩展性,能够以相对较低的成本实现大批量生产,每个零件的制造周期时间低至 3 到 4 分钟,具体取决于应用现场。
该系统从传统的拉挤成型工艺开始,并使用连续纤维来生产具有均匀厚度和高纤维树脂比的零件。这种均匀的拉挤“芯材”被移动到一个辅助系统中,该系统将湿润的连续粗纱纤维包裹在原始部件周围,形成更坚固的部件并根据应用要求调整材料特性。第二步类似于灯丝缠绕系统,但需要更复杂的控制。整个系统沿零件移动,是一个CNC控制系统。工程师可以有选择地以软件中确定的角度将单独的粗纱添加到核心结构中。加热的模具将沿着系统移动弹簧加工工艺,并将材料拉过最终固化以形成成品部件。
为了优化复合板簧设计, 开发了一个软件程序来对钢板簧进行逆向工程。将钢部件的机械性能输入到软件程序中,然后生成一组与复合板簧相当的数字模型,用于设计新的材料性能和优化结构以防止失效。该系统的独特之处在于它减少了工程工作量,从而直接产生了一个真正面向应用的产品,可以直接应用于弹簧应用。
使用该软件和混合拉挤成型工艺, 为汽车市场的各种应用和客户生产复合板簧和半板簧。

最终,这种知识和技术储备转化为地面防御市场的机会。
下一代国防车辆中复合材料的机会
表示,为下一代地面防御系统追求更小、更便携、电池供电和自动驾驶的能力,可以为复合材料进入市场提供更多机会。
下一代防御车辆正在开发中,其外观和操作方式与传统载人坦克不同,这就是复合材料可以打入市场的地方。这些车辆计划是全电动的,并具有可以远程驾驶的自动驾驶功能。车辆越来越小,隐身性越来越强,无需担心去除人为因素后车辆的生存能力。车辆需要承载的有效载荷与传统车辆完全不同。

与一般商用车市场一样,陆基国防车辆也可以受益于复合材料的减重优势,然而,广泛使用复合材料的目的不是为了节省燃料或提高续航里程,而是为了更有效地在陆地上行驶或空运坦克。当地面防御设备变得足够便携时,可以一次运输更多的设备。
表示,过去几年,该公司的产品已成为国防市场的首选,一些公司希望使用复合材料重新设计钢制零件。该公司承担的项目之一是生产一系列用于国防车辆的碳纤维复合材料油箱底壳,其中包括一种独特的树脂系统,可在高温下保持高性能。该零件是使用 开发的低真空树脂传递模塑 (RTM) 系统制造的。该系统使用成本相对较低的工具,并且可以达到 A 级光洁度。
2018 年底,通用动力与雷电复合材料技术公司接洽弹簧加工工艺,为 10 吨遥控电动坦克原型设计和制造全悬架套件,其中包括通过公司的混合拉挤成型工艺制造每种玻璃纤维复合材料。车上使用的 8 个复合半板簧。该套件于 2021 年完成,采用钢、铝和复合材料部件的组合,所有部件均由 内部设计、制造和加工。
和 预计,随着地面防御市场继续向便携式自动驾驶车辆发展,复合材料应用的更多机会将出现,自动化制造过程将成为关键。
与此同时,两家公司继续为汽车和国防领域的复合材料客户开发自动化流程。例如, 正在开发一种全自动、连续的螺旋弹簧制造工艺,该工艺可以使用快速更换工具制造任何尺寸的线圈。预计该市场具有非常广阔的应用前景。该公司自 2012 年以来一直在研究该系统,现在已经达到了可以开始生产该系统的工程点。








