德國亞琛工業大學AZL研究所將振動技術融入雙帶壓機工藝，用于自行車鞍座殼體生產，顯著提升浸漬效果，使天然纖維增強塑料(NFRP)彎曲強度從145 MPa 提升至484MPa。

圖1VIBRIO 項目，圖源：AZL

在由德國聯邦經濟與能源部(BMWE)公開資助的 VIBRIO 項目(項目編號：03LB3102A)中，德國亞琛AZL有限公司聯合項目伙伴，旨在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，以降低環境影響(圖 1)。項目團隊已開發并驗證了一套全新工藝鏈，為合作伙伴Ergon公司生產天然纖維增強自行車鞍座殼體。

該項目的技術基礎是 AZL 的感應加熱雙帶壓機，可用于熱塑性復合材料(TPC)的連續浸漬與壓實。該設備由 AZL 聯合多個合作項目歷時多年開發制造，配備高效節能感應加熱系統，并搭配彈性體涂層壓輥，實現均勻施壓。為在 VIBRIO 項目中進一步優化浸漬效果，AZL 將振動技術引入雙帶壓機生產流程。

圖2在 AZL 雙帶壓機中引入振動技術

在近期項目會議上，AZL 展示了振動輔助雙帶壓機工藝的研發進展。截至目前，團隊已開發并驗證了兩種振動集成方案(圖 2):方案 1 最高振動頻率約84赫茲，方案2 振動頻率可達244赫茲，振幅約30–140微米。

研究團隊采用上述方案開展浸漬試驗，并與無振動的常規工藝對比。試驗以玻璃纖維編織布/聚丙烯有機板材為原料，工藝溫度180°C，線速度0.3 米/分鐘。圖 3 為彎曲強度測試結果，壓力曲線對應設備的五個壓力區，振動輥布置在第三區。低壓工況缸壓設置為2–4–0.5–6–2 bar，高壓工況為 2–4–6–6–2 bar。

圖3采用AZL雙帶壓機(DBP)加工的玻璃纖維/PP材料的彎曲強度

結果顯示:無振動的常規工藝浸漬效果不足，彎曲強度僅 145 MPa；采用方案 1 振動輔助工藝后，浸漬效果略有提升，彎曲強度達162MPa(6 bar 振動壓力)，但浸漬仍不充分；方案 2 則大幅提升浸漬質量與彎曲強度，在6 bar振動壓力+高壓工況下，彎曲強度最高可達484 MPa。

項目周期內，AZL 將針對天然纖維等不同材料及工藝參數，開展更多振動輔助浸漬試驗。

本項目由德國聯邦經濟與氣候行動部TTP LB計劃資助。AZL感謝于利希項目管理機構及所有項目合作伙伴，包括A+ Composites有限公司、Ergon國際有限公司、弗勞恩霍夫生產技術研究所IPT、Mitex有限公司、NetterVibration以及 SK工業模型有限公司。