复材制造卡车运输托盘
发布时间：2024-04-03 浏览人数：人
PalletX 使用碳纤维增强聚合物（CFRP）和 CompoTech 的先进缠绕技术，制造出一种重量轻、更耐用、模块化的传统运输托盘替代品。此处显示的是 LOG Point 托盘的第一代设计（左）和最终配置（右）。 PalletX s.r.o.（捷克共和国吉赫拉瓦）是一家集经验丰富和创新驱动力于一体的制造业初创公司。它的目标是什么？制造碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料运输托盘，解决材料搬运环境中的许多问题。 当你想到运输托盘时，碳纤维并不是第一个想到的选择。它与 CFRP 最终用途的体育用品、航空航天、汽车或高性能产品没有太多共同之处。尽管如此，PalletX 还是希望在尽可能轻的重量下优化其产品的强度。 来源| PalletX（Claudean Wheeler 绘制） 公司创始人伊娃. 克拉托奇维洛娃（Eva Kratochvílová）是物流行业的资深人士，她将重量更轻的模块化托盘设计视为应对物流效率和可持续性长期挑战的答案，即减少运输燃料消耗，并因其更持久的品质而减少浪费。凭借从之前的工作中获得的见解，克拉托奇维洛娃在曲棍球棒中使用碳纤维的坚固性方面的经验引发了该公司首款产品 LOG Point Pallet 背后的创新。“LOG 是物流的缩写，” 克拉托奇维洛娃解释道。“制造商将货物放在托盘上，然后将其运输到物流中心，然后再运输到商店、工厂等。这是货物快速安全运输的关键部分。” LOG Point 托盘重达 7.5 公斤，但在货架上可以自信地承载 2 吨，在地板上可以承载 4 吨。 模块化设计符合 EUR/EUR1 标准，与现有物流系统兼容。可以集成 RFID 和智能监控功能，实现可追溯性、运营效率和数据驱动物流。 PalletX 与另一家捷克公司 CompoTech（捷克苏希策）合作，正在使用 CFRP 和先进的缠绕技术来重新定义传统托盘的物理和操作限制。这个托盘只有 7.5 公斤重，但货架上可以自信地装载 2 吨货物，地板上可以装载 4 吨货物。因此，LOG Point 托盘不仅是一种产品，而且是一种范式转变——一种直接解决托盘重量、尺寸稳定性、卫生和耐用性等关键问题的解决方案。它还将数字智能融入了通常被视为模拟产品的产品中。PalletX承诺未来货物运输更加高效，每一个托盘都是迈向更智能、更清洁、更高效的材料处理未来的一步。 克拉托奇维洛娃之前曾担任 ICOM 运输公司（Jihrava）的商业总监和董事会副主席。在公司的 20 年里，她拥有 1800 名员工和 800 辆公交车和 300 辆卡车， 对运输和物流行业有了深刻的了解。无论运送什么货物，他们都需要坚固可靠的托盘。 在 CompoTech 在 JEC2023 期间的展位，展示了有助于 LOG Point Pallet 开发的定制先进缠绕技术。 “我喜欢任何领域的技术解决方案，” 克拉托奇维洛娃说。“我喜欢观察和研究事物是如何工作的。总是让我惊讶的是简单实用的解决方案。”她解释道，LOG Point Pallet 的决定性时刻出乎意料地到来了。“我丈夫是一名 狂热的冰球运动员，在一场比赛中损坏了他的碳纤维棒。 我脑海中的齿轮开始转动。碳纤维以其强度和重量而闻名，似乎是创新传统托盘的完美材料。” 意识到这种潜力，克拉托奇维洛娃知道是时候寻求超越自己的专业知识了。她补充道：“我需要精确的计算、稳健的设计和自动化软件。”。“就在那时，我联系了CompoTech。与他们的专家团队一起，我们开始了将一个简单的想法转变为坚固的碳纤维复合材料运输托盘的旅程。” 传统的运输托盘——通常由木材或塑料以及特定应用的金属制成——几十年来一直是物流业的主要产品。然而，这些材料有其固有的局限性：木材很重，容易膨胀、霉菌生长、虫害和腐烂，而塑料可能缺乏耐用性，会因冲击或低温而破碎，而且往往无法修复。 木托盘很重，需要更多的燃料来运输。它们也容易腐烂（左）和虫害（中）。塑料托盘容易破裂或破碎（右）。 克拉托奇维洛娃认识到了这些挑战，并设想了一种利用碳纤维复合材料优越性能的解决方案。她解释道：“我们不仅想创造一些新的东西，而且想创造一些革命性的东西。对我来说，碳纤维复合材料托盘不仅是托盘的轻便耐用版本，而且是可持续的，为物流过程中的信息连接提供了解决方案。” LOG 点托盘的有限元分析。模型几何图形（左）、有限元分析网格（中）和静态载荷结果（右）。 从一开始，任务就很明确：设计一个符合严格的EuroPallet 规范的托盘。物流流程是围绕这些标准精心设计的。但在关注一致性的同时，克拉托奇维洛娃看到了创新的机会。她说：“把托盘想象成一个复杂的乐高玩具。”。“我们使用各种形状和组件来建造托盘，每种形状和组件都是根据其技术和机械优势而选择的。如果损坏，可以用可更换的零件或预制补丁和套筒系统轻松修复。必要时，可以拆卸、修复托盘，然后快速重新组装。” 在这种应用中使用碳纤维总是会引发与木材或塑料相比成本更高的问题。但克拉托奇维洛娃敦促每个人从时间和运营费用的角度考虑成本。她指出：“我们相信，从整体上看，我们的托盘是不相上下的，或者在某些情况下，由于它们的许多优势，具有成本竞争力。” CompoTech 开发了一种用于晶格缠绕的六轴放置和缠绕机器和软件，如图所示，用于缠绕碳纤维。 她说：“例如，我们托盘重量的减轻增加了可运输的体积。”。“因此，车辆可以以相同的成本承载更多的负载。此外，我们的轻型托盘更容易手动搬运。它们的重量与飞机上携带的行李相似。”它们也是自动化搬运过程的理想选择，因为与传统选项不同，这些复合托盘保持了一致的重量和形状。 克拉托奇维洛娃指出，它们还可以具有行业中使用的唯一标识符，如 EAN、QR 或 RFID 代码，以便于跟踪。LOG Point 托盘产品不受温度变化或湿度的影响，其寿命要高得多，超过 10 年。 对于希望充分利用 LOG Point 托盘潜力的客户，还可以选择添加一个小型传感器盒，将托盘转变为智能跟踪工具。这使得能够实时监测各种情况，包括倾斜、冲击、温度、曝光，甚至货物是否以及在哪里运动。这种高水平的可追溯性和数据收集将托盘变成供应链管理和优化的数字组件，这也增加了它们的值。 LOG Point 托盘的制造过程使用了合作伙伴CompoTech 的先进细丝缠绕和纤维放置技术。CompoTech 业务开发主管汉弗莱·卡特（Humphrey Carter）解释道：“这些使 PalletX 能够创建复杂、高强度的结构，使托盘能够满足 EuroPallet 标准。” 第一代 LOG Point 托盘设计（顶部）在测试后进行了修改，以更好地满足 EuroPallet 标准。由此产生的第二代设计（底部）将用于生产。 碳纤维首先用环氧树脂浸渍，确保每一股都有涂层，以获得最大的耐用性和强度。然后将润湿的纤维缠绕成 格子结构，形成托盘的顶部，这有助于托盘的整体刚性 和稳定性。 卡特解释了这部分设计是如何演变的。“凭借我们多年来开发的先进绕组，我们已经有了一种称为集成环路技术的工艺。这是我们第一次设计的起点——用与这些连续纤维环路相连的缠绕管制造托盘。” “然而，在某些装载条件下，平滑橇是弱点，”他继续说道。“因此，我们采取了一种新的方法，在这样做的过程中，我们看到了在我们的控制软件（Schneg 2.0）的能力范围内开发一种新工艺的机会。这使我们能够以足够精确的方式控制纤维放置，从而在工具边缘的引脚阵列周围的平坦表面上创建网格结构。我们的团队在 ARC Robotics（印度印多尔的一家发那科机器人集成商）的帮助下，能够开发出这种参数控制软件，为 LOG Point 托盘实现高性能网格结构。” 在这个过程中，管道和矩形截面被分开缠绕，固化并切割成一定长度，然后结合在一起，形成支撑性的基础结构。然后将晶格和基底结合为一个整体单元。这种方法不仅提供了一致和高质量的托盘，而且实现了传统托盘制造所不具备的一定程度的定制和模块化。 卡特说：“例如，管子或横梁可以切割成不同的长度，以获得更长的托盘或更高的有效载荷。”例如，如果客户正在运输锂离子电池，则所使用的树脂也可以定制为具有更高的耐化学性和耐火性。 PalletX 和 CompoTech 之间的合作使托盘技术有了重大飞跃。Carter 解释道：“这项创新的与众不同之处在于合作伙伴关系。我们不仅创建了一个自动化生产系统并移交钥匙；我们还与 PalletX 合作，确保我们的技术满足他们的精确需求，并实现他们设想的产品。” 克拉托奇维洛娃表示，LOG Point 托盘目前正处于 生产的早期阶段。她预计商业化将在今年第三季度开始。 克拉托奇维洛娃说：“有了 LOG Point 托盘，我们不仅改变了货物的运输方式，还改变了物流格局。”她设想在物流行业树立一个新的标准。“我们的旅程才刚刚开始，潜力是无限的。” 注：原文见《 Carbon fiber composite pallet revolutionizes freight industry 》
