近日，迈凯伦汽车公司（McLaren Automotive）宣布成功开发出一种全球首创的航空航天级碳纤维复合材料制造工艺，并将其扩展至量产超级跑车的制造领域。
该工艺在位于英国谢菲尔德的迈凯伦复合材料技术中心（MCTC）投入使用，该项名为ART（Automated Rapid Tap）的新方法能够通过先进的结构优化实现更轻、更硬、更强的碳纤维零部件，并且在生产过程中产生更少的废料。
迈凯伦W1采用ART工艺制造的主动前翼固定平面部件，刚度提升10%的同时减重15%，为W1超跑带来2200磅的下压力
迈凯伦颠覆性ART工艺技术的特点及优势
目前，航空航天工业通常采用超精确的制造方法来构建高度定制化的碳纤维结构，用于最新一代的喷气式客机和战斗机，特别是用于像飞机机身和机翼这样的大型关键部件。该应用涉及到使用机器人铺设复合材料带，以分层结构取代传统的手工铺层使用预浸渍材料的方法。
而创新的ART生产过程则是这种方法的“高速率”版本，并且实现了精密自动化。它通过固定沉积头与高速旋转平台的创新组合，能在0.1毫米精度内铺设干式复合材料带，将制造效率提升300%。更令人惊叹的是，其材料利用率高达95%，相比传统工艺减少70%废料。
迈凯轮W1 ART碳纤维固定部件
ART工艺能够实现定制化的纤维放置，创造出新的可能性，以满足承载或刚性要求，这些是传统方法无法实现的。它使工程师摆脱了均匀材料的限制，通过在复合材料中调整纤维方向，允许实现各向异性刚性，从而在特定方向上增强刚性，同时在其他地方保持灵活性。
由于在构建ART部件时铺设的是干复合材料带的测量长度，因此显著减少了无法重复使用的不规则形状废料的产生，高达95%的用于分层部件的原始材料被用于最终部件。
用于迈凯轮W1 ART工艺的碳纤维材料
这种由迈凯伦公司开发的新技术已整合到MCTC的制造能力中。一台原型高速沉积机已安装在MCTC，并将在2025年下半年升级为工业规格机器，以增加制造能力。而第一款采用ART碳纤维的车型是迈凯伦的新终极超级跑车的下一款车型——W1。
作为汽车空气动力学套件的重要组成部分，主动前翼组件内的固定平面，能够产生高达1000公斤的下压力，该部件就是由ART碳纤维制造的。与类似的预浸渍部件相比，该部件的刚性提高了10%，考虑到其空气动力学承载功能，这是一个显著的改进。
碳纤维复合材料加工过程
迈凯伦：引领汽车用碳纤维技术四十载
1963年：赛车手、工程师和企业家布鲁斯·迈凯伦（Bruce McLaren）创立了迈凯伦集团，总部位于英国萨里郡沃金的迈凯伦技术中心。公司拥有超过四十年的碳纤维经验，迈凯伦推动了赛车和汽车领域中碳纤维的关键发展。每一辆迈凯伦量产车都使用了碳纤维单体壳，并且公司在其他车身结构和空气动力学系统中最大化了碳纤维材料的优势，以提升性能和驾驶动态。
1981年：迈凯伦通过推出MP4/1彻底改变了F1赛车，这是第一辆使用全碳纤维单体壳底盘的赛车。其轻便、坚固的结构显著提升了安全性和性能，并改变了F1赛车的设计。
1981年开发的迈凯伦MP4/1
1993年：第一辆迈凯伦品牌的F1公路车基于碳纤维单体壳底盘和全碳纤维车身建造，实现了最小的重量和最大的结构刚性。它通过使用当时尖端的计算机辅助设计和分析技术开发碳纤维单体壳，使F1实现了公路车前所未有的功率重量比。
1993年开发的迈凯伦F1,首次采用了全碳纤维车身结构
2011年：推出的12C作为迈凯伦汽车公司的第一款量产车，其碳纤维底盘进一步巩固了迈凯伦的超级跑车DNA。
2011年开发的迈凯伦12C
2013年：迈凯伦P1又向前迈进了一步，采用了碳纤维车身结构，不仅包括车顶和下部结构、车顶进气口和发动机空气进气腔，还包括电池和动力电子设备的外壳，这些是其高性能混合动力系统的组成部分。整个结构仅重90公斤。
2017年：迈凯伦720S引入了Monocage II碳纤维结构，这种轻量化结构构成了整个乘客舱，将碳纤维桶与上部碳纤维结构相结合，以进一步增强轻量化属性，并极大地改善了人体工程学、可视性和设计。
迈凯伦MP4-1 and 12C中的单体壳
2021年：Artura混合动力超级跑车是第一款受益于在MCTC设计、开发和制造的迈凯伦碳纤维轻量化架构（MCLA）的车型，使用了全球首创的工艺。它将轻量化和刚性优势进一步提升。
如今，MCTC中心已成为碳纤维创新的神经中枢，其与谢菲尔德大学AMRC的合作，将学术前沿研究周期从5年缩短至18个月，正在研发的第四代MonoCage结构目标重量较现款再降30%。
全部评论 （0）