意大利“汽車谷”中的一個堅定的支持者打開了討論和探索該公司在高性能汽車和其他應用的復合材料制造歷史的大門。

Bucci Composites總部位于意大利法恩扎，位于意大利汽車谷的中心地帶，成立于20世紀80年代末，為一級方程式賽車制造零部件。它最終開始為法拉利、蘭博基尼和保時捷等高端汽車原始設備制造商生產復合材料零件。Bucci以其專業技術和高質量制造能力而聞名。

即使汽車應用中大容量復合材料的未來取決于電池電動汽車(BEV)，重要的是回顧一下，汽車復合材料是在幾十年前從高性能市場起步的，從F1賽車開始，最終進入高端跑車市場。作為汽車復合材料使用的先驅，Corvette (克爾維特)經常首先出現在人們的腦海中，但碳纖維汽車結構的嚴肅、持續和高度工程化的使用曾經并將繼續受到以生產高性能、高價值汽車而聞名的汽車原始設備制造商家族的最熱烈歡迎，如蘭博基尼、法拉利、瑪莎拉蒂、保時捷、邁凱輪、阿斯頓馬丁、杜卡迪等。

多年來，這一高性能跑車市場的核心一直是“汽車谷”，意大利北部的一個地區是許多知名汽車制造商的所在地，這些汽車制造商包括蘭博基尼、法拉利、瑪莎拉蒂、達拉拉、帕加尼等。汽車谷橫跨一系列城鎮，從該國東海岸的里米尼延伸約200公里，沿直線向北和向西延伸，經過塞塞納、芬扎、福爾、博洛尼亞、摩德納、雷吉奧·埃米利亞和帕爾馬，最后到達皮亞琴察。

意大利著名的汽車谷從該國東海岸的里米尼一直延伸到米蘭郊外的皮亞琴察，全長200公里。許多高性能跑車OEM及其供應鏈都位于Motor Valley。Bucci Composites位于博洛尼亞東南部的Faenza。

與美國底特律一樣，Motor Valley的高集中度原始設備制造商催生了豐富的供應鏈，該供應鏈有著悠久而成熟的制造零件和結構的歷史，這些零件和結構用于制造蘭博基尼Diablo(1990-2001)、法拉利F40(1987-1992)和瑪莎拉蒂GranTurismo(2007-2019)等標志性跑車。所有這些車輛都是著名的空氣動力學造型，高度輪廓的機構和嗜好的高速。他們還以集成先進材料而聞名，這些材料可同時提高車輛性能和美觀性。

Bucci復合材料已建立

1988年，在博洛尼亞和福爾之間的法恩扎鎮的汽車谷成立了一家名為Bucci Composites的公司。該公司的第一批客戶是一級方程式賽車，它開發的第一輛街車是法拉利F40，接著是1994年的F50。此后，公司發展迅速，增加了其他客戶和終端市場，包括一些航空航天、船舶和工業零件。Bucci Industries于2000年收購了該業務，并將其加入一個更大的制造公司組合——Iemca、Giuliani、Sinteco、Vire，這些公司主要專注于基于金屬的制造和裝配技術。

盡管Bucci的絕大部分收入來自于為客戶所做的工作，但該公司已經開發了自己的碳纖維車輪，以努力創造直接收入。這款22英寸的車輪將作為Bentley Bentayga SUV的選裝配置提供，并將銷往汽車售后市場。

Bucci Composites的總經理安德烈·貝德斯基是這次CW參觀的導游，他于2004年受聘管理和發展復合材料業務。他說，雖然他有豐富的商業和制造經驗，但他對復合材料和工藝的知識是不存在的。他花了整整一年的時間來加快復合材料并購的步伐，掌握公司在市場中的地位，并制定了前進戰略。當時的業務規模相對較小，貝德斯基的任務是制定增長計劃。

最終，貝德斯基說，他認可了Bucci Composites作為復合材料零件和結構的技術穩健和有能力的設計師的強大傳統，并將其與高質量、中等批量的制造能力相結合。除此之外，他還推行了一項強有力的客戶整合戰略，即致力于與客戶建立伙伴關系，這已成為公司今天的一個標志。

貝德斯基承認Bucci的服務價格相對較高，但認為該公司的客戶得到了他們所付出的；Bucci面向尋求和要求高度勝任復雜復合材料結構設計、工程和制造的客戶和應用。

Bucci在法恩扎擁有兩個11000平方米的設施，提供預浸料手工鋪層、熱壓罐固化、壓力成型和樹脂轉移成型 （RTM）。該公司使用四個切割臺，每棟樓兩個，來切割簾布層。

如今，Bucci Composites是一家一流的復合材料制造商，年營業額為3000萬歐元，擁有250名員工，擁有兩個11000平方米（108000平方英尺）的制造設施和生產能力，包括壓縮成型、高壓樹脂傳遞成型（HP-RTM）、真空輔助RTM（VARTM）、片狀模塑料（SMC）、塊狀模塑料（BMC）、手糊成型和熱壓罐固化。Bucci大約80%的收入仍然來自高性能汽車市場，在其他市場和應用程序中保持平衡，符合公司的形象。

Bucci在其主要設施內的1200平方米潔凈室是該公司為熱壓罐固化零件進行預浸料手工鋪層的地方。

值得注意的應用

那么，什么樣的程序符合Bucci的特點呢？接近榜首的是法拉利488皮斯塔，其中Bucci制造復合材料后擾流板，發動機罩（引擎蓋），前保險杠和空氣動力學翼下的前保險杠。該車的生產速度為每天20臺，預計使用壽命為4200臺。另一個很好的配合是瑪莎拉蒂Granturismo MC Stradale，其中Bucci制造碳纖維復合材料發動機蓋和前分離器的速度為每天6臺組。Bucci也是法拉利的合作伙伴之一，為Daytona SP3跑車制造復合材料零件。Daytona SP3跑車是一款限量版中置發動機賽車，于2021年底上市，旨在還原法拉利1968年推出的Daytona車型。

稍微超出Bucci典型應用范圍的是2015年首次報道的CW產品——CIFA K45K混凝土泵送起重機的超大碳纖維臂。Bucci通過熱壓罐固化，以每年約80個臺組的速度生產，長度從25米到100米不等。貝德斯基說，Bucci贏得這項合同是因為該公司為CIFA開發了一種解決方案，使吊臂長度減少25%，比鋼吊臂長20%，這些好處遠遠超過了成本。

Bucci投入巨資招聘和培訓鋪放技術人員，與區域技術學校、大學和其他合作伙伴密切合作，尋找人才。Bucci的鋪放技術員需要大約一年的時間才能達到完全的能力。

盡管Bucci已經為自己建立了利基市場，但該公司發現了每一家高科技、小批量制造商都發現的同樣的事情：高度可變和高度不穩定的收入周期會對資產負債表造成嚴重破壞。貝德斯基說，這促使Bucci在幾年前開始開發碳纖維汽車車輪，該車輪可能會在性能和成本方面挑戰現有的鋁制車輪，并為Bucci提供內部產品，以提供穩定的長期收入。從2015年開始，該公司花了幾年時間評估碳纖維車輪的各種M&P組合，包括手鋪預浸料和RTM。Bucci最終與研發專家Fraunhofer ICT（德國Pfinztal）和博洛尼亞大學（意大利）合作開發了一種Bucci認為可以銷售的車輪，可用于OEM或汽車售后市場，或兩者兼而有之。

Bucci采用了現成的ERP系統，創建了一個強大的工業4.0數據管理系統，以幫助公司跟蹤每個零件的材料、模具和工藝使用情況。QR碼用于整個制造過程，以提供Bucci客戶要求的可追溯性。該系統還幫助公司提高了生產效率，減少了誤差。

根據Bentley Motors的規范，Bucci完成了車輪的開發。最終產品直徑為22英寸，具有碳纖維輪輞和10個碳纖維輻條。它采用手工疊層和高壓RTM（HP-RTM）相結合的方式制造，與具有競爭力的鋁制車輪相比，重量減輕了6千克。Bucci對其進行了全面測試，以確保其符合所有相關協議，包括非金屬輪輞的新TUV標準。貝德斯基說，這并不總是容易的：“當你決定做一個車輪，你做所有的認證測試，你學到了可怕的事情，”貝德斯基打趣說，“你無法想象像這樣的輪子需要滿足的所有性能要求。”

2020年，賓利同意提供車輪作為其Bentayga SUV的一個選項。“我們花了七年的時間來完成這個項目，”貝德斯基解釋說。“我們投資了很多錢。”

Bucci在其主要制造廠使用四臺熱壓罐。最寬的，直徑2.5米，是最大的。Bucci通常使用熱壓罐固化高度成型、體積小的零件。

經過一個月的初步營銷溝通，通過賓利銷售渠道，汽車制造商從其經銷商收到了車輪的強烈的興趣。事實上，客戶對Bucci車輪選項的興趣超出了預期，表明碳纖維車輪有一個可行的市場。

貝德斯基說，除了賓利之外，Bucci還將以20英寸車輪的汽車售后市場為目標，這一目標具有吸引力，因為那里的銷量可能相當可觀。貝德斯基估計，碳纖維車輪售后市場約為每年50000車輪，假設他們的價格適當。Bucci的售后車輪每套15000美元，貝德斯基稱之為“合理”。但正是原始設備制造商的認可賦予了復合車輪的合法性，這就是為什么賓利如此重要。“如果你通過原始設備制造商，你可以擠壓原始設備制造商的價格，”貝德斯基指出。“但是如果你去售后市場，你可以更好地管理車輪的價格。”

Bucci操作兩個加卡龍壓力機。該700噸壓機用于在2500噸壓力機中壓制成型或RTM之前進行鋪層預成型。為了證明對這些工藝中使用的鋼制工具的投資是合理的，Bucci采用壓力成型或RTM對輪廓不高且體積相對較大的零件進行加工。

在生產車間

在了解了公司、技術和產品定位之后，貝德斯基首先參觀了公司主要生產基地。同樣，Bucci分布在兩座建筑上，彼此相距約一公里。每一個是11000平方米。

與大多數復合材料制造業務一樣，我們從材料接收開始，將玻璃纖維和碳纖維（干燥和預涂）、樹脂和其他材料交付給Bucci。貝德斯基指出，幾年來，該公司一直使用“信息學”系統來跟蹤Bucci的所有制造業務。該工業4.0軟件是Bucci定制的現成ERP系統，使用應用于材料、工藝和產品的QR碼記錄制造數據點，并提供客戶可追溯性。他說：“我們在一個提供零件完整可追溯性的系統上進行了大量投資。”。“所以，我們完全知道零件從頭到尾發生的所有事情—使用的材料、使用的工具、制造零件的人，以及一切。

此外，信息系統有助于Bucci管理KPI并進行穩健的過程控制，這有助于Bucci識別和改進花費公司資金的程序，如真空裝袋設置、模具清潔、材料處理和廢料管理。它還允許Bucci在零件完成之前通過在整個制造過程中使用檢查點來捕獲過程錯誤，以確保遵循程序。“我們的客戶知道我們控制過程非常好，”貝德斯基說。“有時，他們會感到震驚，因為我們非?？煽浚軌蛳蛩麄兲峁┝慵降装l生了什么情況的信息。他們相信我們掌握了整個過程。”

Bucci為法拉利、蘭博基尼、杜卡迪等原始設備制造商所做的工作通常圍繞著制造擋泥板（如圖所示）、車頂、發動機蓋（外部和襯里）、分離器和內部零件。

下一站是該設施的兩個潔凈室之一，其中包含兩個Gerber Technology切割臺，切割干燥和預包裝的織物，以準備鋪放或成型。下一個潔凈室，1200平方米(13000平方英尺)，是最大的，它主宰了生產空間。里面是穿著實驗室工作服的技術人員，他們在模具中鋪設簾布層，并將熱壓罐固化的簾布層裝袋。與材料接收一樣，每次鋪放都會獲得一個QR碼，用于識別鋪放技師是誰、何時鋪放、他們使用了什么材料等。貝德斯基在這里指出，Bucci目前最大的運營挑戰是招聘、培訓和留住合格的鋪放技術人員。Bucci通過各種計劃招募員工，包括與一級方程式車隊Alpha Tauri和其他復合材料制造商合作，在當地技術學校招聘，以及在博洛尼亞大學開設復合材料碩士班。貝德斯基指出：“平均來說，一個工人需要一年左右的工作經驗，才能在沒有任何支持的情況下制造零件。”。“因此，我們正在努力做的是支持學校，鼓勵學校跟隨行業。”

參觀的下一站是壓縮成型/RTM區域。在這里，Bucci經營著兩臺大型Cannon SpA（Caronno Pertusella，意大利）壓力機。其中一個是700噸的預成型機，當時正在為Bucci的一個汽車客戶預成型碳纖維發動機罩外部。在此步驟之后，預成型件被轉移到相鄰的2500噸機器上，在那里成型過程通過RTM或壓力成型完成。我們離開成型區，然后參觀熱壓罐。Bucci在這里使用四臺熱壓罐，每臺都有不同的直徑和長度。這里最大的熱壓罐直徑2.5米，長8米。

當被問及與RTM或壓縮成型相比，是什么因素促使Bucci采用手糊/熱壓罐固化時，貝德斯基說，Bucci在決定用于制造零件的工藝技術時考慮了三個變量：零件幾何形狀、裝運組中零件的數量和程序的持續時間。貝德斯基指出：“零件數量之間存在盈虧平衡，可以說制作鋼制工具更方便。”。“當然，它還與零件的幾何圖形有關，因為您無法使用壓力機制作所有內容。

Bucci在四臺Belotti數控機床中的一臺上完成所有的修剪、鉆孔和精加工。其中兩個位于公司的主要設施，另外兩個位于第二個工廠。

幾何形狀復雜的零件，每年1000個裝運組和1000-2000個裝運組通常采用熱壓罐固化。隨著程序零件數量和程序持續時間的增加，Bucci更容易證明沖壓成型或RTM的模具成本。貝德斯基說，每年將有1500多個臺套，總計2000-3000個臺套的計劃將被模壓成型。每年1500多個臺套和5000-6000個零件的項目將進行RTM。最后，他指出，具有復雜幾何形狀和a級表面處理的零件，即使數量不小，也可能采用熱壓罐固化。

在我們去CNC區的路上，貝德斯基停下來指了指Bucci在整個工廠中的一塊生產板。在板上，公司發布了關于制造效率、生產率、錯誤率和KPI的常用指標。貝德斯基說，僅僅是發布這樣的數據，讓所有員工都能方便地訪問，就提高了公司的整體業績。“讓人們知道他們在做什么很重要，”他說。“而且，當我們在沒有做任何其他事情的情況下，立即發布有關活動的信息時，我們看到我們的績效得到了改善。員工看到這些數據，自然只希望它更好。”

在精加工區域，Bucci操作兩臺步入式Belotti SpA（意大利貝加莫）CNC機器，用于切割、鉆孔和修整成型零件，然后準備將其裝運給客戶。在我們上車前往Bucci的第二個Faenza工廠之前，貝德斯基帶領我們離開主廠房的后面，確定公司可用于擴張的空間。他說，Bucci預計在2022年夏天開始建設一個6000平方米（64500平方英尺）的擴建項目，以適應新的業務。他說，2023年夏天完成后，Bucci計劃再雇傭50-60人在新空間工作。

在Bucci位于Faenza的第二個工廠，該公司通過名為Top Carbon的合資企業為起重機制造商CIFA制造混凝土泵起重機臂。手臂的長度從25-100米不等，如圖所示。

在Bucci的第二個工廠，我們發現了許多相同的操作和流程。最大的區別在于規模。這是在第二個設施，Bucci制造碳纖維混凝土泵送起重機臂。這項工作實際上是通過Bucci和起重機制造商CIFA（意大利塞納戈）之間的一家名為Top Carbon的合資企業完成的。如前所述，起重機臂的長度從25米到100米不等，因此制造臂所需的一切——特別是模具和熱壓罐—都非常長。其他區別：兩個Bullmer切割臺，一臺Belotti CNC機器（另一臺在路上）和一個機器人粘合系統，自動將粘合劑應用到配合面。其他汽車零件制造也在這里完成，包括為跑車OEM制造擋泥板。

吊桿用半工裝的預浸料鋪好，然后進行配對、內外裝袋，然后進行熱壓罐固化。這里的復雜之處是每個吊桿的鋪層順序，這在每個模具的大型鋪層計劃圖紙上有規定，顯示了在吊桿長度的哪個位置放置哪個鋪層。除了在這座建筑中制造吊桿外，Bucci還維修在使用中受損的吊桿。“這些部件回來是因為它們發生了一些事情，”貝德斯基指出，并指出，有幾個吊桿，顯然已經看到使用。“我們會修理并退回這些產品，有時我們會去客戶那里進行現場修理。”

盡管第二個工廠的重點是頂部的碳排放欄，但這里所做的大部分工作都是為Bucci客戶完成的。貝德斯基說，在這座建筑中完成的工作類型取決于部件的規模、粘合和修整要求。例如，這里的Belotti數控系統比主位置的數控系統大，這意味著它可以容納更大的零件。第二個建筑也缺乏RTM和壓力成型能力，所以這里執行的唯一工藝是預浸料鋪層。

起重機臂臂模具完全組裝，并在熱壓罐固化前內外真空裝袋。

碳纖維車輪的設計

CW總編輯杰夫·斯?。↗eff Sloan）（左）和Bucci總經理安德烈·貝德斯基（Andrea Bedeschi），以及Bucci的22英寸碳纖維車輪。

世界各地的市場上已經有許多碳纖維車輪。目前，共有五家供應商，其中最著名的是澳大利亞的Carbon Revolution。材料使用和車輪設計因供應商而異。Carbon Revolution的車輪都是碳纖維（輪輞和輻條），而其他制造商使用鋁輻條碳纖維輪輞。

Bucci的貝德斯基說，鋁輻條的使用有兩個功能。首先是給車輪的結構支持，它需要沒有設計工程所需的開發復合材料輻條。第二，鋁輻條提供設計自由，這是更困難的復合材料。復合輻條，一旦工程和設計，不能輕易改變，以適應不同的審美。然而，Bucci認為碳纖維輻條有一種審美情趣會吸引顧客。

貝德斯基說：“復合材料的自由度不可能和鋁材料的自由度一樣。”。“要改變這種風格，你需要在工程上再投資一次，這很昂貴，也不容易做到。這就是為什么一些制造商會設計鋁輻條和碳纖維輪輞的原因。目前，我們不會這樣做。首先，復合輻條，車輪更硬，駕駛性能更好。第二，鋁輻條，你看不到任何碳纖維車輪，除了在邊緣的一點點。我認為，購買碳纖維車輪的客戶想向世界表明，他們有一個碳纖維車輪。他們希望他們的朋友看到碳纖維。”

原文，1. 《Plant tour: Bucci Composites, Faenza, Italy》；2. 《Bucci Composites expands automotive production capabilities with facility addition, new high-ton presses》

楊超凡