HRC集团成员

2021-08-25

[谈到复合材料零部件行业的领军企业,自然要提及HRC(中国恒瑞有限公司)。作为全球范围内稀缺的集复合材料终端制品研发、工程设计及量产能力于一体的综合解决方案提供商,HRC致力于为汽车制造、航空航天、轨道交通、工业机械等多个行业和领域提供多样化的产品与服务。]

HRC首席技术官Giacomo Dal Busco于近期接受了本刊记者的采访。作为一名意大利专家,Giacomo Dal Busco在复合材料应用和其它先进材料设计成型方面拥有超过30年的丰富经验,精通先进复合材料传统及最新加工工艺,为全球各大顶级跑车品牌设计及制造批量生产的高性能轻量化碳纤维部件,同时还涉足赛车运动及摩托车领域。无论是技术销售、设计开发,还是项目管理,他在这些岗位上都获得了斐然成绩。

HRC首席技术官 Giacomo Dal Busco

在采访中,Giacomo Dal Busco不仅畅谈企业现状与未来蓝图,同时也围绕汽车产业及复合材料领域的发展趋势发表了诸多真知灼见。

  • 复合材料成型领域充满活力和创新精神的领跑者

“身为高科技型企业,HRC拥有全球范围内先进、全面的复合材料零部件生产工艺及设备,在国内碳纤维零部件市场供应份额是遥遥领先,服务众多整车制造企业,同时成功参与多个国家级轻量化科研项目的联合开发。”Giacomo Dal Busco如是说。“我们的600多名员工分布在中国常熟、上海、英国西萨塞克斯、德国奥格斯堡和西班牙巴塞罗那等多个国家和地区,这是一个国际化、充满年轻活力和创新精神的团队 ”。

纵观HRC的集团布局,可以清晰的看到是一幅以复合材料终端使用的实际需求为出发的充满深思熟虑的战略性投资蓝图。以轻量化为主要研究领域,由HRC联手德国弗劳恩霍夫化研究院共同建立的开放式研发平台——ACTC(先进复合材料技术中心);拥有27年行业经验,以复合材料工程设计为主要专长的英国团队——Engenuity(英智迪);分别面向汽车及航空航天、轨道交通领域工业化应用的HRC量产中心,三大业务板块的线形分布充分贴合了主机厂从想法到执行到最终实现的开发流程。

在Giacomo Dal Busco看来,对于复合材料零部件制造来说,从来没有比其它工艺都好的“最好的工艺”这样一个概念,生产工艺将会根据目标成本、目标产量、模具设计、成本目标和产量等多重因素所决定,最终确定最适合目标产品的工艺。为了在轻量化复合材料零部件市场上更具竞争力,HRC在几乎所有主要工艺上都投入了设备和研发,以此提升自身实力。

从具体技术及解决方案来看,HRC能提供完善的碳纤维部件的开发及生产服务,包括:先期工程开发(材料表征、部件工程、材料测试、CAE/FEM、碰撞模拟等);模具和夹具的设计及实现,原型样件试制;采用适用于小批量和大批量的十余种生产技术进行批量生产(如Autoclave、CF-SMC、HP-RTM、PCM、WCM、包括热塑性复合材料模压+后注塑件;碳纤维拉挤成型);热固及热塑性先进复合材料制品的开发;先进量产工艺的验证;氢动力汽车用碳纤维压力容器的开发及生产(燃料电池正在开发中);复合材料电动汽车电池盒、电池支架的开发及生产;用于表观件和结构件的C-SMC材料的生产;全球范围内提供可直接上线组装的碳纤维零部件终端制品。此外,HRC的辅助生产设施,如CNC加工中心、自动化胶接线及喷漆机器人产线也致力于保证高效的生产。

从硬件投入及人才实力的储备来说,HRC集团和研发团队每年都在发掘、引进最新的技术设备资产、自动化和新材料研究以及在创新计划研究等方面投入巨资,并招募更多的工程师人才以增强企业实力,其设计工程团队如今已拥有80多人的规模。

若要总结HRC的核心优势,可以看到,专业的设计团队、全面的工艺、先进的设备,使之能快速制造具有优秀品质和美学效果的表观件及结构件。同时,HRC可实现整个生产过程的垂直整合交付,并且从数模设计、模具构建到成品制造,只使用行业领先的3D软件、模拟软件及管理软件,保证数据与客户的兼容性。

“HRC的目标是灵活地适应需要越来越多轻质材料组件的移动出行解决方案,我们最近的快速增长和客户的积极反馈使HRC成为复合材料领域越来越重要的全球参与者。”Giacomo Dal Busco如是所言。

  • “小众”到“大众”是一个指日可待的过程

由于法拉利、兰博基尼、迈凯轮、保时捷、柯尼赛格、帕加尼等众多高端汽车制造商把大量的碳纤维应用到汽车制造上,欧洲有望继续扩大先发优势。紧随其后的是北美和亚太地区,尤其是中国市场,近两年其对高性能汽车的需求呈现出巨大增长,因此,在中国组装的一线豪华品牌汽车越来越多,其中包括Polestar系列车型和Lotus系列车型。此外,碳纤维在汽车上的应用也呈现出了越来越向中低档车型泛化的趋势,这也无疑为HRC的市场及客户的进一步开拓带来了更广阔的发展空间。

随着复合材料产业的鼎新革故,领先的碳纤维原材料供应商正在积极响应主机厂客户的需求与期望,作为衔接原材料与应用的桥梁,HRC也迈入新的发展阶段,最近与多家汽车主机厂达成了批量生产协议,凭借强大的工程开发与设计能力,通过在主机厂设计初期阶段就介入,引导客户从立项之初就以性能及成本为导向进行解决方案的开发,并最终协助其实现目标。

 HRC观察到,在中国市场(也适用于欧洲和美国),热塑性复合材料应用正在快速崛起,热塑性复合材料模压成型及二次注射的工艺及优势能很好地满足结构件及外观件的设计、目标成本以及产量的要求,顺应这种发展趋势,HRC专门投资了多种相应的成型和加工制造设备。同时,为了满足结构件及复合材料与金属混合部件对碳纤维SMC快速增长的需求,HRC集团使用由子公司Engenuity独立开发、专有的CAE仿真软件,配合独特的自有碳纤维与玻璃纤维混合SMC材料生产产线,依托本土化碳纤维与树脂原材料,HRC具备了生产碳纤维SMC产品的能力。

Giacomo Dal Busco坦言:“在国际化视野的指导下,HRC敏锐的捕捉到了大量新型热塑性复合材料部件、新一代碳纤维SMC这些新兴的市场趋势,同时顺应并遵循国内及欧美市场对碳纤维外观部件和内部结构部件的增长需求,而这些领域也都是我们的长处,因为HRC拥有优质、独特的解决方案和丰富的经验。举一个有代表性的实例,源于我们的材料和成型知识的储备和在透明涂层方面的丰富经验,HRC近期实现了独家的产品最终表面处理的新技术应用,并很好地通过了所有环境老化、紫外线老化测试。”

 

  • “轻量化”,“回收利用”,帮助实现“碳中和”的关键词

轻量化,全球汽车产业中最热门且富有技术含金量的课题之一,也正是HRC的专长之所依。为了实现碳减排目标,各大汽车主机厂和供应商目前通常遵循两种方法,一是使用对环境影响较小的替代能源,并提升车辆的燃油效率;另一种是通过对车辆的减重增加单位能量的行驶距离。汽车排放标准日益严格,下线检测标准也逐渐提高,强大的市场导向和技术力量正在改变人们的出行方式。HRC对此的主要目标是降低能源消耗和提高性能,不仅是作为新技术去开发,亦作为全面优化传统和新能源汽车的燃料和能源消耗的概念示范进行推广。Giacomo Dal Busco介绍道:“HRC常熟生产基地目前有多款主机厂客户的量产零部件,正是致力于实现以上目标。”

首先,HRC从材料表征(材料行为卡)到CAE/FEM模拟,从开发材料的设计阶段就引导主机厂从传统的汽车用材料转换为具有高比重、低密度的材料,同时保持部件的高刚性和耐用性。其次,HRC通过多种材料的组合,实现更好的整体性能和重量的平衡。

从设计理念来看,HRC对部件、整车(结构件及非结构件)在设计几何上进行优化,同时保留功能性。通过“精益”设计方法,可去除多余的材料,并通过优化几何形状进一步实现结构的“精益化”。新颖、更灵活或量身定制的制造技术允许局部优化壁厚、局部优化横截面,甚至局部优化基材特性。更智能的设计排除了组件中的任何多余材料,还可以重新定义部件在满足特定整体车辆或装配性能要求的情况下协同工作的方式。即使在不对重量苛求的设计优化案例中,工程师通常也可以实现5%左右的重量减轻。

轻量化并不是简单地用另一种材料替换一种材料,同时还需要根据新材料的特性,对设计进行更改,以提高可制造性及材料利用率。最近,由于模拟工具的引入,HRC开始探索二次优化减重的潜力。轻量化与竞争力,这两点已成为HRC在当下和未来制造项目中的主要追求。

“HRC的优势创新技术就是将我们的快速自动化与环保技术相结合的综合解决方案,在保证高产能的前提下,也能满足日益严苛的环保标准。”Giacomo Dal Busco表示:“我们领先的自动化生产技术,包含通过机器人的广泛使用极大提升了各工段的生产节拍,也包含由HRC工程师自主研发和为客户量身定做的高水准的模具设计,通过使用热塑性复合材料成型工艺+后注塑结合,通过对客户的实际需求和性能目标的理解,依托HRC强大的材料学知识储备,我们也会推荐使用再生碳纤维以及天然纤维。”HRC在实现保证高强度的前提下,节约了原本用于机加工和胶接的时间,并实现产品的绿色环保可回收属性,满足客户的高产能需求。

同样值得一提的是,热塑性复合材料与提高汽车可回收材料占比的目标相匹配,与热固性复合材料部件相比,可以轻松以高百分比回收。HRC推动的碳纤维制品的回收和再利用项目,有利于缓解碳纤维原材料的供不应求,也因为再生原料成本更低,相当于开辟了新的复合材料市场。举例来说,HRC通过流化床法进行碳纤维制品回收,可以做到高经济效益和短生产节拍,在环境和经济效益上有较大优势。

归功于丰富的生产工艺包括热压成型、自动铺带(ATL)、自动纤维铺放(AFP)和多功能集成注塑成型工艺等,HRC拥有多种优质工艺可供选择。作为热塑性塑料制品,这些工艺打造的产品可以在其生命周期结束时回收利用,使其成为可持续的原材料。高质量的外观、可回收、轻盈坚固的性能特性及多种多功能工艺可选,这些优势的结合使热塑性复合材料成为未来一切创新的基石,热塑性复合材料也必将碳中和这个更大的目标下大放异彩。

 

  • 尽全力把握中国本土市场的巨大增长机会

 

中国汽车市场正在从2020年的低迷收缩状态逐渐恢复。预计到2025年,中国汽车销量将超过3000万辆。因此,中国当之无愧是HRC最主要的目标市场。当然,欧盟国家和美国也是HRC非常重要的目标市场,这些市场不仅能为HRC带来可观的出口收入和良好的市场声誉及客户口碑,同时也将为这些欧美主机企业未来在中国组装生产的本土化提前布局,做好战略性的支持和准备。

Giacomo Dal Busco告诉本刊记者,他与中国的结缘始于1996年,彼时是他职业生涯中第一次来到中国。“中国所有相关的基础设施、技术、行业在这些年发生了巨大的变化和进步。中国越来越关注核心技术及产品,如汽车、航空和轨道交通。针对这些领域,此前欧洲与中国的沟通往往意在寻求低成本高产量解决方案,并没有太多技术附加值。随着中国在代表高科技的新一代移动出行方案上的众多领域逐渐取得领先甚至是主导性的优势,包括电动汽车电池、微芯片电子精密零件、自动驾驶等未来发展趋势,原来的情况完全被颠覆。中国与欧洲在高性能汽车复合材料零部件制造领域的技术差距每天都在缩小。随着本地企业对于提高工程技术人员的专业化程度,以及引进先进的成型加工设备的投资的魄力,这些差距几乎很快就会消失。”

在过去的10年里,中国在复合材料零件制造中的多个领域建立了强大的知识储备,也制定了越来越多的关键技术规则。特别是在过去的5年中,在汽车复合材料零件设计和制造技术、复合材料零件设计和模拟经验、高科技模具设计、制造工艺等方面与领先的欧洲企业相比,差距几乎消失了。

立足当前,展望未来,HRC的战略布局将长期致力于新兴中国汽车市场,巩固其作为复合材料轻量化零部件解决方案提供商的领先地位。

 

  • 结语

强大的研发及工程设计能力、全面的工艺布局,使得HRC成为快速发展的中国汽车市场以及欧美汽车市场的重要的全球化参与者。可以预见,HRC将全力把握中国本土市场的巨大增长机会,积极提升在汽车领域的核心竞争力,并始终以先进技术及创新精神引领复合材料产业的前行。 

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