德国研发新型制造工艺 可更灵活地利用复合材料定制车轮

自行车、汽车以及工业中都会出现辐条轮（spoke wheel）。在运动行业，由轻量化碳纤维增强塑料制成的辐条轮被广泛采用。直到现在为止，碳纤维增强塑料辐条轮的生产成本都很高，因而其采用受到限制。不过，据外媒报道，德国凯撒斯劳滕工业大学（Technische Universit?t Kaiserslautern）的研究人员研发了一种方法，可以根据客户需求，定制化生产辐条轮。目前，该团队与新成立的初创公司Evolime GmbH合作，将其创新技术引入市场。

生产由纤维增强型塑料（FRP）制成的辐条轮需要花费大量时间。长期从事复合材料研究的Marcel Bücker博士表示：“该工艺涉及许多工作步骤，而且很多工作只能手工完成。此外，还需要用到很多昂贵的材料，因为会产生大量的废料。”

不过，由Bücker以及凯撒斯劳滕工业大学复合材料研究所的同事Thomas Robbert博士、Valentin H?rtd?rfer和Frank Belyea研发的方法非常不同。商业经济学家Robbert解释道：“与传统方法相比，我们的三步法工艺可以更高效地生产出车轮。此外，该方法不会产生废料，因此还能够很好地平衡环境。”

Bücker解释表示：“基本而言，该工艺称为湿式卷绕工艺（wet winding），能够自动将纤维缠绕到小型成型零部件上，同时形成车轮结构。”工程师们首先利用一个3D打印机生产可生物降解的塑料模具，确切的形式则由计算机程序决定。

然后，利用该模具生产车轮，并被纤维带包裹在一个旋转的工具板上。Bücker表示：“旋转会一直持续，直到实现辐条轮所需的厚度。然后，由FRP制成的软条会形成辐条。最后一步，另一条纤维带软条会缠绕着辐条，形成一个完整的车轮。当塑料变硬后，模制部分会被移除，辐条轮就可以投入使用了。”

该方法的特殊之处在于，可以根据客户的要求，例如，车轮的大小或辐条的数量，来进行调整。在很多情况下，可以利用专门开发的软件“按下按钮”就可完成，从而让客户可以快速地实现单独的解决方案。高端数字化集成能够让该初创公司缩短交付时间，快速交付各种组件。

上述优势也为新行业和新应用打开了大门，可以将低重量与高性能结合，例如制造工厂的高性能砂轮或者风力传动装置。此外，该技术还可以用于定制自行车车轮或汽车轮辋。