在VIBRIO項目（資助編號：03LB3102A）中，亞琛AZL有限公司（德國）及項目合作方在德國聯邦經濟和能源部（BMWi）的公共資助下，致力于用功能化天然纖維增強塑料（NFRP）替代傳統纖維增強塑料（FRP）部件，以降低環境足跡（見圖1）。項目團隊已開發并驗證了一條全新的工藝鏈，為項目合作伙伴Ergon公司生產天然纖維增強自行車座殼。

該項目的技術基礎是AZL的感應加熱雙鋼帶壓機，用于熱塑性復合材料（TPC）的連續浸漬和壓實。該設備由AZL在多個聯合合作伙伴項目中研發建造，配備了高能效的感應加熱系統，并結合彈性體包覆壓輥以實現平穩的壓力施加。為進一步改善VIBRIO項目加工過程中的浸漬效果，AZL正在將振動技術引入雙鋼帶壓機工藝。

在最新的項目會議上，AZL展示了振動輔助雙鋼帶壓機工藝的最新進展。截至目前，團隊已開發并驗證了兩種將振動引入工藝的概念方案（見圖2）。方案1最高頻率僅能達到約84赫茲，而方案2可實現高達244赫茲的頻率，振幅約為30-140微米。

這些概念方案被用于浸漬試驗，并與無振動的標準參照工藝進行對比。試驗采用玻璃纖維/聚丙烯有機片材，在180°C工藝溫度和0.3米/分鐘的工藝速度下進行生產。圖3展示了彎曲強度的測試結果。壓力曲線指設備的五個壓力區，振動輥位于第三區。"低壓曲線"的壓力設置為2–4–0.5–6–2巴（氣缸壓力），"高壓曲線"設置為2–4–6–6–2巴（氣缸壓力）。

圖3. 在AZL雙鋼帶壓機中加工的玻璃纖維/聚丙烯材料的彎曲強度

如圖所示，無振動的標準工藝未能實現充分浸漬，彎曲強度僅為145兆帕。采用方案1引入振動后，浸漬效果略有改善，彎曲強度達到162兆帕（6巴振動壓力下），但仍未實現充分浸漬。方案2在浸漬質量和彎曲強度方面表現出更顯著的改善，最高彎曲強度可達484兆帕（6巴振動壓力及高壓曲線條件下）。

在項目實施期間，AZL將進一步開展振動輔助浸漬試驗，測試不同材料（如天然纖維）和工藝參數。

信息來源：CW