从概念阶段开始，到设计、模拟、加工和部件测试，直至客户实现有效的量产，目前，巴斯夫正在为复合材料汽车部件的整个开发过程提供一体化的开发平台。

复合材料开发平台：Ultracom第三部分

自2013年10月起，巴斯夫将为客户提供以“Ultracom”命名的“产品与服务”打包方案。该“产品与服务”打包方案除了包含复合材料，即热塑性层压材料和带料，以及用于包覆成型的配混料外，一个综合的服务组成将作为第三部分而被包含其中。其基本理念是，从概念阶段开始，到设计、模拟、加工和部件测试，直至客户实现有效的量产，在这一整个过程中提供一体化的开发平台。Ultracom打包方案的服务组成包括基于Ultrasim模拟工具的设计援助、用于复合材料部件生产的新的制造单元的使用，以及巴斯夫广泛且得到加强的部件测试能力。

高产能的复合材料生产系统

为了获得更多的专知并为客户的部件开发提供最佳的支持，巴斯夫已在其技术中心安装了一套高产能的复合材料生产系统，用于加工热塑性复合材料。自2013年3月起，该设备已通过采用模内成型/包覆成型工艺，而被用于生产多功能的复合材料试样。

该工艺是采用层压材料以及注塑成型配混料生产结构部件的最具应用前景的方法之一：层压材料（悬垂成型或模内成型）在模内成型，接着进行包覆成型。如果层压材料在模外加热，那么基于工艺步骤的并行展开，可使循环时间大为缩短。然而，这要求对加热好的层压材料进行可靠操作和定位，因为它不再是硬的。

基于CIFO的材料、工艺和部件开发

为了利用这一新的生产单元开发出复合材料部件设计的各个方面，该公司还开发了其自己的测试部件。这一所谓的“CIFO”部件（源自“模内成型与包覆成型的组合”）是一种多功能的测试试样，可用于研究和合作开发满足量产需求的连续纤维增强复合材料部件。该试样尺寸大约为40cm×40cm，高4.5cm，由1.5mm厚的层压结构以及成型于其上的3mm厚的功能元件如肋和边组成。凭借其大约20种独特的功能，该试样允许复制与实际的复合材料生产有关的各种特性和问题。此外，该部件特有的属性还包括：包覆成型的边缘、为填充边缘的长的熔体流动路径，以及用于固定功能元件的冲钻孔或成型孔。额外的元素是用于特殊的抗冲击研究的一组肋、在层压材料与包覆成型材料之间多种不同肋/壁厚度的过渡区、位于层压材料中的“缝合元素”（材料经由此而被注射）以及一个U型肋载体。生产该CIFO部件的要求是无进一步的加工，它们完全被包覆成型而无后成型操作。

用于该CIFO部件生产的模具（由Georg Kaufmann Formenbau公司提供）由于使用了可替换插件而具有极高的灵活性。该模具还得到了进一步的设计，可允许利用一个夹紧框简单而精确地处理好层压材料。随着模具的闭合，这些夹紧框以可控的方式释放该层压材料。

配有六轴机械手的新的生产单元用于复合材料的开发

除了传送带、用于放置裁切成一定尺寸的层压材料的储料盒以及用于特殊切割嵌件的人工上料站以外，这一安装在Ludwigshafen的用于连续纤维增强热塑性复合材料部件近似实际生产的制造单元还包括：一台六轴机械手作为生产单元的核心、一个通过机械手将层压材料自动嵌入夹紧框中的工作站、一个红外线加热站（包括自动化技术和编程技术在内的全套装置均由FPT Robotik公司提供）以及一台锁模力3000kN的克劳斯玛菲KM 300 1400C2液压注塑机，该机可对热流道系统和抽芯装置进行控制，并拥有控制机械手和模温机的界面。

全自动加工：高度的一致性，缩短循环时间

这一新的复合材料生产单元的加工顺序为最大程度地缩短循环时间提供了高度的一致性，这意味着3个层压材料夹紧框可同时在该生产单元中进行操作。其中，一个单独的夹紧框的工作步骤是：

1．将层压材料嵌入夹紧框中；

2．加热热塑性层压材料；

3．将夹紧框放入注塑模具中；

4．成型（悬垂）并包覆成型层压材料；

5．取出夹紧框和最终部件；

6．将部件放到传送带上，将夹紧框放到层压材料嵌入工作站。

当一个夹紧框被放入注塑机中时，第二个夹紧框则夹持着层压材料进入温度高达250℃的红外线炉中，而此时，机械手正在将一个新的层压材料嵌入第三个夹紧框中。该机械手可高度精确且再现性地自动将层压材料嵌入到夹紧框中，其夹持臂上装有吸盘，从而使其除了操纵夹紧框外，还有能力小心地嵌入层压材料并移出部件。

多次试验表明，采用该生产单元实现1?min的循环时间是可行的，这相当于一个标准注塑成型工艺的循环时间。因此，该工艺在高产量生产中应用的主要先决条件得到了满足。

采用Ultrasim模拟工具进行复合材料设计

作为Ultracom打包方案的第二部分，Ultrasim模拟工具的能力已得到了扩展，因而可以采用综合的模拟方法，对采用玻纤织物热塑性层压材料或带料以及包覆成型的短玻纤填充聚酰胺制成的部件的行为进行可靠的计算和预测。这些模拟能力首先被用于对欧宝Astra OPC的座椅壳进行描述。

由巴斯夫提供的这种综合模拟方法将用于成型塑料部件的生产工艺归并到了部件力学性能的计算之中。通过对注塑成型工艺进行流变有限元分析以及对连续纤维增强层压材料进行悬垂性3D模拟，可将成型部件每一位置的各向异性纤维取向转移（绘制）到力学部分的相应区域。对于这些连续纤维增强的区域，一种全新的、扩展的数字化材料描述方法正被用于Ultrasim分析工具中，从而能够在力学性能分析中，准确研究增强热塑性材料的典型特性，包括：各向异性、非线性、剪切速率依赖性、拉压不对称性、温度依赖性和各种类型的失效。

与对每一位置处材料行为的准确描述同样重要的是部件的设计，即正确选择并铺放增强纤维和半成品（单向增强带或双向增强层压材料）。为此，Ultrasim的开发者们正在致力于提高已经使用的优化方法。这种在短玻纤增强材料领域中由Ultrasim提供的得到公认的辅助工具，也将适用于全新创造的Ultracom连续纤维增强材料。

试验部件测试：采用计算机断层成像技术

广泛的测试设备，包括专家经验，可用于测试试样、样品和新的复合材料部件的试验研究。现在，全新的计算机断层成像（CT）系统允许材料试样、部件和连接件采用全新的方法进行测试：CT允许采用非破坏性的方法，对复合材料的特性和内部结构进行详细观察。

其他的测试包括：长期暴露于温度、气候和液体中的测试，以及准静态、动态或突然施加载荷的测试和内部压力测试。单个部件结构会在不同的温度下承受定向的拉力、压力、弯曲力或扭转力。此外，测试实验室负责研究并优化连接技术，如焊接、粘接或栓接，这对于热塑性复合材料部件的多重材料设计而言是不可或缺的。