未來(lái)纖維公司（Future Fibres）的碳纖維索具、桅桿和吊桿因重量輕而在賽艇和超級(jí)游艇領(lǐng)域聞名，該公司正欲通過(guò)產(chǎn)品的多樣化來(lái)進(jìn)入其他市場(chǎng)。Amanda Jacob 參觀了該公司在西班牙巴倫西亞的總部。

Future Fibres 公司扎根于其復(fù)合材料索具業(yè)務(wù)。在1996 至1997年間， 該公司的創(chuàng)立者TomHutchinson 倡導(dǎo)了索具用連續(xù)纏繞單向纖維復(fù)合繩索的開(kāi)發(fā)。一直以來(lái)，F(xiàn)uture Fibres 公司投身于這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)工作，它們相信，這項(xiàng)技術(shù)是所有復(fù)合材料繩索的生產(chǎn)技術(shù)中能夠提供最佳的纖維排列和負(fù)載分配的技術(shù)，因而能在給定拉伸情況下帶來(lái)最佳的繩索強(qiáng)度和重量特性。

今天，該公司繩索的產(chǎn)品范圍涵蓋了側(cè)桅索、轉(zhuǎn)帆索、前桅卷帆索、固定前桅支索、后支索和套索等。除了標(biāo)準(zhǔn)尺寸，F(xiàn)uture Fibres 公司還能制造任何給定等效拉伸、工作負(fù)載和工作直徑的繩索。

最佳索具

Future Fibres 公司研發(fā)了一種定制的CNC 纏繞技術(shù)。在一定受控張力下，來(lái)自獨(dú)立大型纖維線軸的單股纖維圍繞著設(shè)置在規(guī)定距離間（即繩索的長(zhǎng)度）的兩個(gè)終端端頭進(jìn)行連續(xù)纏繞，直至達(dá)到所需的纖維量。這項(xiàng)技術(shù)制造出了一個(gè)簡(jiǎn)單的纖維線圈，它天生安全而強(qiáng)韌。

而后，該纖維線圈束采用纖維帶加強(qiáng)，最小化了直徑，并提供了外部保護(hù)?？紤]到耐磨性，還增加了一層編織覆蓋層。隨后，兩終端周?chē)睦w維線圈被包裹于樹(shù)脂內(nèi)部，從而將纖維密封起來(lái)，免受其他因素的影響，這也在繩索終端與干燥的纖維繩索芯之間創(chuàng)造了一個(gè)柔性過(guò)渡。

這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是無(wú)需采用任何終端連接或機(jī)械連接來(lái)轉(zhuǎn)移從繩索到甲板/ 桅桿的負(fù)載。

這種繩索能夠用作“軟套環(huán)（softloop）”，而金屬線軸則通常用來(lái)增加使用壽命和連接的簡(jiǎn)易性。

Future Fibre 公司致力于“為恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用提供合適的纖維”。該公司指出，“合適”的纖維取決于繩索的應(yīng)用（側(cè)支索、前桅支索、轉(zhuǎn)帆索、后支索），以及帆船比賽項(xiàng)目的類(lèi)型（普通比賽、超級(jí)游艇對(duì)抗賽、超級(jí)游艇遠(yuǎn)洋賽等）。該公司的纖維產(chǎn)品涵蓋了以下范圍：

◆ PBO [ 聚（對(duì)亞苯基-2,6- 苯并二惡唑）] 纖維，具有極高的機(jī)械特性，兼具出色的柔韌性；

◆迪尼瑪®（Dyneema®），一種高性能聚乙烯（HPPE）纖維，能制造比PBO 更重、直徑更大，卻具有同樣拉伸強(qiáng)度的繩索；

◆凱芙拉®（Kevlar®）芳綸纖維，PBO 的前驅(qū)體，兩者具有很多相似性能，但后者無(wú)法在強(qiáng)度、模量及重量上與之相較；

◆碳纖維。

Future Fibres 公司結(jié)實(shí)可靠的碳纖維索具比PBO 更具重量和直徑上的優(yōu)勢(shì)， 它以ThermoSet Carbon（TSC） 的商品名銷(xiāo)售。這是該公司12 年來(lái)的研發(fā)成果，他們借助最新的環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)優(yōu)化了纖維性能。為了生產(chǎn)這種繩索，將碳纖維束預(yù)浸料纏繞在鈦金屬線軸上（與前述傳統(tǒng)干燥纖維的結(jié)構(gòu)一樣），而后封帶加強(qiáng)、固化并制得成品。最后得到一種結(jié)實(shí)、具有圓形截面的碳纖維棒。而后只需為 UV 防護(hù)進(jìn)行上色 / 噴漆處理即可。

碳纖維索具的不利之處是其彈性欠佳，這限制了它在某些繩索類(lèi)型上的應(yīng)用。有鑒于此，F(xiàn)uture Fibres 公司打算制造一種彈性碳纖維繩索，名為FlexC ™。該技術(shù)采用一種定制的碳纖維，采用一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的環(huán)氧樹(shù)脂基浸漬，這實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和后處理的完全控制。浸漬過(guò)的纖維束經(jīng)過(guò)纏繞和加強(qiáng)，并且為防止磨損外覆一層編織層。

Future FIibres 宣稱(chēng)，其FlexC 繩索將碳纖維的所有優(yōu)點(diǎn)（剛度、強(qiáng)度和出色的耐疲勞度）與彈性、抗沖擊性，以及一般干燥纖維繩索的操作優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。FlexC 產(chǎn)品與許多研發(fā)伙伴（包括Open 60/Volvo 70 項(xiàng)目）一起進(jìn)行了大量測(cè)試，在投放市場(chǎng)前歷經(jīng)了40 多萬(wàn)海里的航行試驗(yàn)。

Future Fibres 的PBO 和碳纖維技術(shù)擁有其引以為傲的現(xiàn)場(chǎng)50 米測(cè)試平臺(tái)以及德國(guó)勞埃德船級(jí)社（GL）認(rèn)證。

大型項(xiàng)目

基于Future Fibres 在復(fù)合材料索具市場(chǎng)上的專(zhuān)門(mén)技術(shù)，該公司在2010 年創(chuàng)建了一個(gè)船桅部門(mén)，旨在制造高性能碳纖維桅桿、吊桿、橫支桿以及定制部件。該公司在這項(xiàng)業(yè)務(wù)上的伙伴是模具專(zhuān)家Persico SpA，總部位于意大利。

這些都是大型項(xiàng)目。在FutureFibres 位于巴倫西亞15,000 平方米的工廠設(shè)施中，有10,000 平方米的面積被用于桅桿業(yè)務(wù)。其設(shè)備數(shù)量可觀，包括：一臺(tái)50 米x1.5 米的熱壓罐；60平方米的溫度控制層壓噴涂間；70 平方米的組裝和裝備區(qū)； 以及一間機(jī)加工車(chē)間。

桅桿圓管及橫支桿采用預(yù)浸料生產(chǎn)，預(yù)浸料采用手工鋪放在鋁質(zhì)陰模中。制品在熱壓罐中以3-6 巴的壓力和100-120℃的溫度固化。高精密的模具顯著減少了后處理的工作量，減少并優(yōu)化了圓管重量。

在《增強(qiáng)塑料》雜志（ReinforcedPlastic）參觀期間，該工廠正在進(jìn)行一根76 米長(zhǎng)的桅桿，以及多根長(zhǎng)度超過(guò)25 米的卷帆桿的生產(chǎn)。

該76 米長(zhǎng)的桅桿經(jīng)過(guò)了18 個(gè)月的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和建造，于2013 年的9 月最后完成，是為一艘Perini Navi 集團(tuán)60米長(zhǎng)的單桅帆船生產(chǎn)的。Future Fibres公司還將為這艘船只提供卷帆桿以及專(zhuān)門(mén)定制的整套復(fù)合材料索具。

這艘編號(hào)為C.2218 的船只（預(yù)計(jì)于2014 年交付）專(zhuān)注于實(shí)現(xiàn)最高等級(jí)的性能，也意味著Future Fibres 公司能夠利用其在大獎(jiǎng)賽舞臺(tái)上獲得的研發(fā)成果。利用其銑削成型的鋁質(zhì)模具，F(xiàn)uture Fibres 公司制造了一種擁有近乎完美的外觀和透明的光亮表面的桅桿圓管。填充物最高能增加桅桿3% 的重量，它的棄用進(jìn)一步減少了不必要的重量。Future Fibres 公司40 平方米的潔凈室/無(wú)塵烘箱的采用意味著23.4 米長(zhǎng)的卷帆桿能夠采用碳纖維預(yù)浸料來(lái)制造，代替了標(biāo)準(zhǔn)的濕法層壓，這提高了結(jié)構(gòu)性能，并再度減少了重量。

Future Fibres 公司相信，船桅和索具行業(yè)存在著很多機(jī)會(huì)，能夠獲得顯著提升。其一是設(shè)計(jì)軟件。很多目前正在使用的產(chǎn)品是由鋁制桅桿的設(shè)計(jì)演變而來(lái)，市場(chǎng)并未料想到桅桿圓管現(xiàn)在由復(fù)合材料層壓制成的實(shí)際情況。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

FutureFibres 公司采用專(zhuān)為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的使用而設(shè)計(jì)的Catia-Abaqus 軟件平臺(tái)，這種軟件在航空領(lǐng)域久經(jīng)考驗(yàn)，是空客和波音公司的核心設(shè)計(jì)軟件。該公司還自行研發(fā)了自己的定制化軟件MasterMindPro，用以?xún)?yōu)化桅桿的設(shè)計(jì)。這令設(shè)計(jì)者得以實(shí)時(shí)地管理多個(gè)鋪層及修補(bǔ)方案，優(yōu)化圓管的設(shè)計(jì)。

超越海洋

Future Fibres 公司一直保持增長(zhǎng)，現(xiàn)在已經(jīng)擁有100 多名員工。該公司正計(jì)劃通過(guò)其在極端海洋環(huán)境下的復(fù)合材料設(shè)計(jì)背景向其他市場(chǎng)擴(kuò)張，以期獲得進(jìn)一步增長(zhǎng)。近年來(lái)，來(lái)自其他行業(yè)，比如賽車(chē)運(yùn)動(dòng)以及航空航天的專(zhuān)業(yè)人員的加入將幫助它實(shí)現(xiàn)這一增長(zhǎng)目標(biāo)。Luca Mezzo 曾就職于航空領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)Safran 公司，他的新職位是該公司的技術(shù)總監(jiān)。為了將日常研發(fā)（產(chǎn)品增強(qiáng)性質(zhì)）與真正的技術(shù)創(chuàng)新相分離，該公司最近在英國(guó)建立了一個(gè)創(chuàng)新中心。

“在Future Fibres 公司，我們不斷對(duì)復(fù)合材料部件的瑕疵和損傷可能對(duì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響增進(jìn)理解，并且關(guān)注新材料在性能和功能上的研發(fā)。”Mezzo 說(shuō)道，“在一個(gè)與我們目前在集成傳感器上的工作相關(guān)的領(lǐng)域中，我們看到了這種發(fā)展。我們采用納米管復(fù)合材料作為導(dǎo)電織物，來(lái)監(jiān)控我們零部件產(chǎn)品的健康狀態(tài)，現(xiàn)在我們正在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，而后將以我們的發(fā)現(xiàn)在修復(fù)或替換時(shí)做出決策。”

Future Fibres 認(rèn)為，能夠從其復(fù)合材料技術(shù)上獲益的應(yīng)用包括：

◆汽車(chē)：該公司曾為F1 賽車(chē)的車(chē)輪生產(chǎn)了碳纖維安全輪索，現(xiàn)正與英國(guó)公司RPx Automotive 共同合作，為后者的新款賽車(chē)RP-one 制造碳纖維復(fù)合材料艙室；

◆土木工程：Future Fibres 為西班牙一座長(zhǎng)216 米、寬3 米的人行天橋供應(yīng)了結(jié)實(shí)可靠的碳纖維繩索，這些繩索為這座人行橋提供主要負(fù)載，減少了安裝時(shí)間和制造成本；

◆起重技術(shù)：用輕質(zhì)復(fù)合材料繩索替代起重機(jī)和其他起重設(shè)備中的金屬繩索，能夠獲得很多好處，包括70-90%的減重、增加抗疲勞強(qiáng)度、延長(zhǎng)繩索壽命并減少維護(hù)；

◆石油和天然氣：深海石油和天然氣儲(chǔ)備的開(kāi)采也需要輕質(zhì)繩索技術(shù)。

新的方向

“從目前專(zhuān)門(mén)從事大型的、一次性定制化項(xiàng)目向大批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，是Future Fibres 公司目前所面臨的問(wèn)題。”Tom Hutchinson 解釋道，“量化市場(chǎng)需要公司具有為全世界交付高品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。我們非常努力地在我們的制造流程中實(shí)現(xiàn)最高效率，這將成為我們未來(lái)在該領(lǐng)域內(nèi)獲得成功的關(guān)鍵因素。