纺织机械生产企业从碳纤维增强塑料(CFRP)获得翻番利润。一方面粘合织物生产企业的投资意愿不断增长，另外一方面，碳纤维增强塑料的特性正在对纺织机械关键部件产生影响。所以，开展自己的碳纤维增强塑料的机械加工是有优越性的。
碳纤维增强塑料(CFRP)机械零部件受欢迎的因素，不仅仅是因为强度-重量的高比值，而且还因为其可以调节热膨胀和阻尼特性，降低振幅，吸收内部振动。所以，一段时间以来，纺织机械生产企业Liba公司一直在使用这种材料补偿重要机械部件的热效应和机械/动态影响。德国弗兰克尼亚Nalia的Liba机械公司的老板主兼首席执行官Karlheins Liebrandt说：“在我们最重要的碳纤维增强塑料复合材料部件中，所谓‘主动刀柄’一枝独秀。”在沿长度为6.6m的横梁上，使用多达8000根活动针创造了复杂轮廓形状，活动针的相对运动必须极其精确并可以重复产生。
图1 为了补偿热效应和机械因素对尺寸稳定性的影响，CFRP是制作细
长、狭窄活动刀柄的最合适材料。在这些横梁上，安装了8000根活动针
另外，外部影响必须不会改变横梁的形式和尺寸。使用碳纤维增强塑料复合材料，Liba公司解决了车间温度和惯性力的问题，补偿了热膨胀和扭力。先前，采用挤压成型的铝镁合金型材，无法解决这个问题。车间温度的变化，影响横梁长度。自从改变了工作材料，横梁的热膨胀问题解决了。Karlheins Liebrandt评论说：“自从采用碳纤维增强塑料复合材料以后，几乎不再存在启动机器的困难。”但是，更换工作材料的工作并不容易。‘大量的金钱和汗水’是企业老板兼首席执行官建立碳纤维增强塑料部件制造和生产所支付的代价。“这是一个漫长和让人纠结的过程，十年前开始时经历过许多挫折;那时市场上没有人知晓;例如，我们又不能从宇航工业上一对一地套用。”
由于各向异性的特点，CFRP性能与金属不同
用碳纤维增强塑料制造和生产部件，需要采用与使用金属不同的方法。其原因是各向异性的材料特性使然。Karlheins Liebrandt解释说：“碳纤维增强塑料的性能与铝材不同，铝材作为一种各向同性材料，在所有方向都具有同样强度。与此相比，使用碳纤维增强塑料，我们可以通过纤维铺设来影响部件强度和刚度。例如，为了使扭转强度最大化，碳纤维与长度成45°交叉进行铺放。横梁起始材料是纤维粘合材料，在此基础上，制作预成型胚;然后，在RTM工艺中将预成型胚压制在一起，形成部件。下一阶段是机械加工。很长一段时间，机械加工均采用常规机床进行，这种机床设计从根本上说，是用于机械加工钢材和铝材的。
图2 这台纵向铣床是为加工碳纤维增强塑料专门开发的。与先前
的常规机床相比，在加工活动刀柄毛坯方面，其速度显然更快的多
最近，使用纵向铣床对横梁进行机械加工。这台加工中心，是Frickenhausen市 的Eima机械公司生产的，是Liebrandt专门为加工碳纤维增强塑料而购买的第一台机器。现在，横梁就是在这台机器上进行加工的。纺织机械生产企业进行的研究表明，对于长而狭窄的碳纤维增强塑料桁架而言，这是最好的机床;这台机床可以铣削长度达8m的大型部件。加工中心配备有刀架和专用铣刀，分别由 Kempten市的WNT Deutschland公司和Hededesheim市的Karnasch 专业工具公司制造。
横梁以高达 1800r/min的主轴速度进行铣削加工，其转速至少是以前加工桁架常规机床的两倍。相应的进给速率可达20m/min。Liebrandt解释主要差别时说：“产出已经提高了40%。我肯定，只要我们安排好整个基础设施，我们就将能从机床上获得更多产出。” 从长期看，我们打算将加工中心的性能至少翻一番。最后，这家企业的老板兼首席执行官主要希望降低碳纤维增强塑料部件的生产成本。“万一生产我们自己的部件，机床利用率不高，我可以考虑为其他企业代理生产碳纤维增强塑料部件。”
图3 Liba机器制造公司的老板兼首席执行官Karlhernz Liebrandt说: “自从采用碳纤维增强塑料以来，启动机器就再也没有什么困难了。”
不过那或许将是一种例外。毕竟，用于生产技术产品的纤维纺织品，主要应用于Liba公司生产的经编机。在他们的这些机器上生产的产品，是用于混泥土增强的玻璃或碳素纤维粘合布，比如用于生产风能发电机转子叶片等。据Liebrandt的观察：“当前最为重要的课题是汽车制造”。随着电移动性的蓬勃发展，汽车制造厂家在加紧使用碳纤维增强塑料生产汽车车身和结构件的开发工作。例如，宝马公司希望在2013年将配备全碳纤维增强塑料轿车轿厢的Megacity Vehicle电动汽车推向市场。这家纺织机械生产企业深信，这样的发展趋势将进一步加强对碳纤维增强塑料零部件的需求。
碳纤维增强塑料加工专题展的观众及研讨论坛
因此，Liba公司从碳纤维增强塑料上获得两个方面的利益。一方面，他们注意到对碳纤维增强塑料粘合布的需求在不断增加;另外一方面，这种高性能工作材料提高经编机的生产率。由于这个原因，Liebrandt希望跟上碳纤维增强塑料的机械加工发展趋势。毕竟，机床和切削刀具生产企业都在对碳纤维增强塑料领域的发展作出反应。在机床方面，从工作车间现场就可看到，比如碳纤维增强塑料切屑得和粉末的真空去除等;而在铣削刀具方面，与金属切削刀具的差别反映在刀具几何形状和涂层上。
这两方面的情况都将清晰可见地展示于2012年国际制造和自动化技术展览会metaV上，特别是展出面积为260m2的 “复合材料领域的舞台”这个大型专题展上;与展览会同时举办的，还有参展商举办的研讨和论坛。该专题展和研讨论坛的举办单位，是德国机床制造商协会(VDW)、行业杂志‘MM Maschinenmarktt’以及Composites e. V.(CCeV)，Augsburg等单位。今天，Liebrandt已经能够满有把握地说：“杜塞尔多夫将肯定是我们的生产员工必须要去的地方。”
