革新汽车设计：首个弯曲挤拉成型部件量产上车
挤拉成型是热固性复合材料最古老成型工艺之一，被称为首个连续纤维热固性成型工艺。如今用于生产从电线杆、窗框到梯子、钢筋、风电部件等产品。易自动化、低人工、能以合理成本速度生产高结构性部件——有些相当大——传统挤拉成型能生产几乎任何能通过模具挤出形状的型材（空心或实心、对称或不对称）。但该形状必须恒定截面/厚度。此外，与热塑性挤出或金属管材挤出不同——可在生产中或成品后对型材施加压力和热量弯曲成新形状——挤拉成型难以生产除直线型材外的任何形状。这当然限制了挤拉成型在许多行业应用，特别是汽车等大批量领域，汽车上鲜有适合挤拉成型的直梁。
这正因Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG（TTI，德国布雷默福德）开发专利工艺克服传统挤拉成型诸多局限而开始改变。事实上，首个弯曲挤拉成型汽车零件随通用汽车（美国密歇根州底特律）2020款雪佛兰Corvette跑车上市投入商业化生产。一级供应商Shape Corp.（美国密歇根州大港）利用TTI弯曲挤拉成型移动模具工艺，以碳纤维增强聚氨酯丙烯酸酯生产该车弯曲后保险杠梁。
这为何意义重大？
移动模具 vs 固定模具
传统线性挤拉成型用往复牵引系统夹具从纱架牵引干增强材料，经浸胶槽浸渍液态热固性树脂。随后浸渍增强材料拉入固定加热模具成型完全固化。出模后移动型材冷却（仍被牵引机牵引）再定长切割包装。
最初纤维增强严格限于单向纱——即连续玻璃、碳或其他纤维沿牵引轴0度取向。但随时间推移，各类多轴织物——织物和无捻布（NCF）均被引入挤拉型材，实现无变形/纤维移动的多种纤维取向。几乎任何热固性树脂体系均可用于挤拉成型浸渍增强材料，聚氨酯应用占很大比例。近几十年挤拉成型甚至改良为可使用预聚合热塑性塑料。
TTI弯曲挤拉成型工艺颠覆传统挤拉成型许多特征，但最关键理解是：弯曲挤拉成型中模具不固定；而是移动并牵引材料，创建线性恒定截面或恒定弯曲型材。
模具或一系列模具不仅在型材上往复移动、随型材沿轨道推进时成型固化材料——本例中型材单向移动、模具双向移动——而且模具还牵引干增强材料通过树脂槽和固化型材向夹具和切割机方向移动。生产线性截面时模具和型材沿轨道直线段移动；生产弯曲截面时沿轨道弯曲段移动。
“此技术中模具有效替代往复牵引器，牵引器被到达预设长度准备切割时闭合支撑固化型材、其余时间张开让型材向切割单元移动的固定夹具取代，”TTI销售总监Sebastian Mehrtens解释。“为降低热材料纤维拔出风险，加热模具镀铬。”
此外，小巧系统更易运输，叉车即可移动，安装比传统线快得多，占用厂房空间极少。“这在某些应用中可能有有趣优势，”Mehrtens指出。“例如机器可架设在桥梁翻修现场按需生产结构件。或新建高速公路旁生产可现场定长切割钢筋。”pullCUBE另一优势是工人安全，因设备全封闭，操作员不会烫伤热模具表面、被夹具夹伤或锯子割伤。
树脂