諾斯薄鋪層技術(shù)公司（North Thin Ply Technology, NTPT）以超薄材料見長(zhǎng)，其技術(shù)可根據(jù)海洋應(yīng)用的特定需求進(jìn)行適配，尤其針對(duì)各類水翼產(chǎn)品 —— 無論是電動(dòng)摩托艇、高性能巡航帆船，還是遠(yuǎn)洋賽艇所使用的水翼。該公司為海洋復(fù)合材料領(lǐng)域整合了一套以自動(dòng)化為核心的一體化制造流程，覆蓋范圍從內(nèi)部預(yù)浸料生產(chǎn)，到最終部件的機(jī)械加工與表面處理，實(shí)現(xiàn)了全環(huán)節(jié)覆蓋。

海洋復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的性能期待不斷提升：更輕盈、更堅(jiān)固、產(chǎn)品一致性更強(qiáng)。在 NTPT，生產(chǎn)各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了完全整合 —— 從樹脂配方研發(fā)、預(yù)浸料制造，到鋪層作業(yè)、固化處理、機(jī)械加工與表面精整，每個(gè)步驟緊密銜接。自動(dòng)化在其中占據(jù)核心地位，例如自動(dòng)鋪帶技術(shù)（Automated Tape Laying, ATL），這項(xiàng)技術(shù)可用于單向預(yù)浸料帶的高精度鋪放。公司專注于為海洋領(lǐng)域打造定制化的可控復(fù)合材料制造平臺(tái)，依托位于波蘭的生產(chǎn)基地，以及設(shè)在瑞士的研發(fā)中心與總部，NTPT 將內(nèi)部材料研發(fā)、先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)與嚴(yán)格的可追溯體系融入精簡(jiǎn)流程之中 —— 在這一流程里，“重復(fù)性” 絕不等于 “妥協(xié)”，從纖維原料到最終結(jié)構(gòu)件，每一步都貫穿了精準(zhǔn)制造的理念。

圖1:UD預(yù)浸膠帶的制作

盡管 NTPT 早期憑借超薄預(yù)浸料（纖維面密度（Fibre Areal Weight, FAW）低于 100 克 / 平方米）建立了行業(yè)口碑，但如今也研發(fā)并加工更厚、更具工業(yè)化特性的預(yù)浸料（通常為 100-300 克 / 平方米），這類產(chǎn)品專為海洋應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)。這些鋪層不僅鋪放效率更高，對(duì)復(fù)雜幾何形狀的貼合性表現(xiàn)優(yōu)異，還針對(duì)手動(dòng)與自動(dòng)化操作場(chǎng)景進(jìn)行了優(yōu)化，在水翼制造應(yīng)用中效果尤為顯著（見圖 1、圖 2）。

圖2:NTPT碳UD預(yù)浸料

制造自動(dòng)化技術(shù)

在復(fù)合材料制造流程中，自動(dòng)化并非要取代人工的專業(yè)技能，而是為了穩(wěn)定流程中最敏感、最易出現(xiàn)誤差的環(huán)節(jié)，尤其是纖維鋪放與預(yù)成型件內(nèi)鋪帶壓實(shí)這兩個(gè)步驟。這一技術(shù)思路的核心要素，是 NTPT 自主研發(fā)的專有自動(dòng)鋪帶技術(shù)（ATL）。該系統(tǒng)由公司內(nèi)部開發(fā)，能沿預(yù)先精準(zhǔn)設(shè)定的纖維路徑，高精度鋪放單向預(yù)浸料帶，進(jìn)而形成多層預(yù)成型件 —— 每層的鋪設(shè)方向、纖維類型與具體位置均通過程序設(shè)定，并由設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行。這一技術(shù)支持構(gòu)建定制化的層合結(jié)構(gòu)，包括非對(duì)稱或非標(biāo)準(zhǔn)的鋪層順序（見圖 3）。

圖3:NTPT開發(fā)的自動(dòng)鋪帶機(jī)

ATL 技術(shù)與自動(dòng)切割系統(tǒng)深度協(xié)同，確保每個(gè)鋪層在層壓前都能精準(zhǔn)塑形。這種高精度操作可生成均勻、高品質(zhì)的預(yù)浸料疊層，為后續(xù)水翼制造做好準(zhǔn)備（見圖 4）。對(duì)于海洋結(jié)構(gòu)件而言，纖維方向的錯(cuò)位或偏差可能導(dǎo)致剛度不均，甚至引發(fā)分層風(fēng)險(xiǎn)，而這種自動(dòng)化流程控制恰好能規(guī)避此類問題，形成顯著競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。與手動(dòng)鋪層相比，即便面對(duì)小批量生產(chǎn)或定制化幾何形狀的需求，ATL 技術(shù)也能大幅提升產(chǎn)品重復(fù)性、材料利用率與結(jié)構(gòu)性能的可預(yù)測(cè)性。

圖4：自動(dòng)切割臺(tái)

減少浪費(fèi)的工藝創(chuàng)新

自動(dòng)化對(duì)纖維鋪放、壓實(shí)等關(guān)鍵工序的穩(wěn)定性起到了關(guān)鍵支撐作用，而先進(jìn)的排板與切割流程則有效降低了材料損耗。通過對(duì)內(nèi)部所有流程的自主掌控，NTPT 可根據(jù)客戶需求，為交付的部件提供生命周期評(píng)估（Life Cycle Assessments, LCA）報(bào)告。公司運(yùn)營(yíng)模式的核心是濃厚的研發(fā)文化，研發(fā)范圍不僅涵蓋材料，還包括定義生產(chǎn)性能的工藝與工裝設(shè)備。NTPT 持續(xù)投入資源研發(fā)新型成型方案，以適應(yīng)海洋工業(yè)用復(fù)合材料部件日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

具體的創(chuàng)新方案包括：

• 閉模制造工藝：適用于對(duì)產(chǎn)品一致性和生產(chǎn)效率要求較高的場(chǎng)景，同時(shí)能減少后續(xù)機(jī)械加工與表面處理的工作量；

• 自適應(yīng)模具：可通過調(diào)整或重新配置適配多種幾何形狀，非常適合小批量生產(chǎn)或設(shè)計(jì)迭代的需求。

這些解決方案是與造船廠及設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)的，確保在研發(fā)周期的早期階段就充分考慮“可制造性”。NTPT 會(huì)在內(nèi)部對(duì)纖維方向、樹脂流動(dòng)路徑、熱行為及壓實(shí)方案進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化，隨后通過物理試驗(yàn)與力學(xué)測(cè)試驗(yàn)證方案可行性。通過將材料創(chuàng)新與工裝靈活性、工藝工程相結(jié)合，NTPT 能幫助其海洋領(lǐng)域合作伙伴從概念設(shè)計(jì)快速推進(jìn)至量產(chǎn)階段，無論部件的幾何形狀或生產(chǎn)規(guī)模如何，均能保證產(chǎn)品一致性與可追溯性不受影響。

海洋領(lǐng)域的技術(shù)積淀

NTPT 涉足海洋工業(yè)的起點(diǎn)，源于高性能帆船領(lǐng)域一項(xiàng)極具影響力的創(chuàng)新—— 與諾斯帆船（North Sails）聯(lián)合研發(fā)的 3Di 復(fù)合帆技術(shù)。這類復(fù)合帆為 “載荷條件下的耐用性、形狀保持性與氣動(dòng)穩(wěn)定性” 樹立了全新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見圖 5）。

圖5:3Di技術(shù)徹底改變了帆船行業(yè)

這段研發(fā)經(jīng)歷為 NTPT 奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，使其在精準(zhǔn)纖維鋪放、樹脂體系設(shè)計(jì)及可控復(fù)合材料鋪層等領(lǐng)域積累了深厚專業(yè)能力——如今，這些能力仍是公司在海洋結(jié)構(gòu)件應(yīng)用領(lǐng)域核心價(jià)值的體現(xiàn)。從帆膜到結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件，20 年來，NTPT 持續(xù)為對(duì)精度、抗疲勞性和可重復(fù)性有極高要求的項(xiàng)目提供支持，逐步夯實(shí)了其在海洋領(lǐng)域的技術(shù)口碑。

從帆船創(chuàng)新到水翼制造的拓展

憑借在先進(jìn)材料領(lǐng)域的技術(shù)積累，NTPT 逐步將業(yè)務(wù)拓展至復(fù)合材料結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)，最初聚焦于高性能帆船的水翼及附體部件。這一發(fā)展過程中的關(guān)鍵一步，是公司專利 “自適應(yīng)模具制造工藝” 的研發(fā)與應(yīng)用 —— 該工藝最初為水翼生產(chǎn)設(shè)計(jì)，且深受 3Di 帆技術(shù)的啟發(fā)。這種工藝兼具設(shè)計(jì)靈活性、復(fù)雜幾何形狀適配性、短交付周期與可靠重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)得到 ATL 技術(shù)與精準(zhǔn)纖維鋪放的支撐。

該技術(shù)首次應(yīng)用于尼科馬蒂克 - 小帆船迷你 6.50 級(jí)帆船（Nicomatic-Petit Bateau Mini 6.50）的碳纖維水翼，當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn) “輕量化、高強(qiáng)度與產(chǎn)品一致性” 的平衡是核心需求。如今，同一工藝已應(yīng)用于更大規(guī)模的項(xiàng)目，包括目前正處于生產(chǎn)階段的 SKAW A Paradise 項(xiàng)目。通過將內(nèi)部材料研發(fā)能力與自動(dòng)化制造相結(jié)合，NTPT 致力于打造一個(gè)可靠、靈活的生產(chǎn)平臺(tái)，生產(chǎn)能滿足現(xiàn)代海洋應(yīng)用性能需求的高質(zhì)量復(fù)合材料部件（見圖 6）。

圖6:Nicomatic-Petit Bateau引領(lǐng)Mini 6.50級(jí)帆船

如今，NTPT 的制造能力還延伸至電動(dòng)水翼輔助摩托艇領(lǐng)域，可批量生產(chǎn) “即裝型” 復(fù)合材料水翼。例如與 Navier 公司的合作項(xiàng)目（見圖 7），便充分體現(xiàn)了 NTPT 從 “定制化創(chuàng)新” 到 “工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)” 的規(guī)?；芰?，以及其通過 ATL 技術(shù)驅(qū)動(dòng)、集成加工與表面處理的部件生產(chǎn)實(shí)力。

圖7：納維爾復(fù)合材料水翼電動(dòng)摩托艇

最終，NTPT 的核心目標(biāo)是將其復(fù)合材料制造專長(zhǎng)融入未來出行的核心領(lǐng)域，為海洋客運(yùn)交通的發(fā)展提供支持。隨著業(yè)界對(duì) “水翼輔助電動(dòng)船舶” 或 “氫能船舶”（用于城市及沿海交通）的興趣不斷提升，NTPT 這套以自動(dòng)化為驅(qū)動(dòng)、具備高重復(fù)性的制造平臺(tái)，恰好能滿足下一代清潔海洋解決方案對(duì) “結(jié)構(gòu)性能、規(guī)模化生產(chǎn)能力與可靠性” 的需求。無論是公共渡輪、水上穿梭艇，還是自動(dòng)駕駛通勤艇，如今為高性能帆船與電動(dòng)摩托艇研發(fā)的技術(shù)，未來都將助力打造高效、低排放的客運(yùn)船舶 —— 這使得復(fù)合材料水翼成為推動(dòng) “規(guī)?；沙掷m(xù)海洋交通” 的關(guān)鍵力量。