Rassini International公司采用大批量的生產方式，制造出了多材料的鋼/復合材料混合的板彈簧系統，滿足了福特汽車公司提出的減輕F-150皮卡質量的挑戰性要求。
Rassini的1+C混合板彈簧擁有一個拋物線型的鋼主板和一個平的玻纖復合材料輔助板，用作福特F-150皮卡后輪上的懸架
2016年，美國福特汽車公司（以下簡稱福特）向美國Rassini International公司（以下簡稱Rassini）提出了一項挑戰性的需求：減輕其標致性旗艦貨車F-150皮卡的后懸架質量。作為北美最大的板彈簧和其他懸架部件的供應商，Rassini為福特提供了幾個選擇方案， 但更傾向于一種能將傳統的鋼板彈簧與復合材料的輔件結合在一起的解決方案——這種多材料的解決方案，意味著能夠為汽車復合材料在終端市場的增長帶來重要的機會。
Rassini 板彈簧工程副總裁、輕量化研發總監表示，該公司在汽車供應鏈中的地位，使其自然而然地成為那些尋求創新解決方案的OEMs的合作伙伴。“當福特的工程部門考慮如何讓板彈簧滿足其下一代產品對懸架的要求時，他們首先想到了我們。” 相關人員介紹說，“他們對下一代F-150貨車的底盤提出了一些極具挑戰性的輕量化目標，他們想知道我們有什么想法。”
Rassini向福特提供的解決方案，實際上是對跨越機動車歷史的板彈簧演變過程的一個邏輯延伸。早期的板彈簧設計依賴于對多層等厚鋼板的使用，這些鋼板疊加結合在一起，隨著載荷的增加，自上而下地相繼嚙合起來。多年來，隨著鋼材質量的提高，疊加的鋼板數量在逐漸減少，因為只需使用較少的鋼板就能承受同樣的載荷。
在位于墨西哥Piedras Negras 的工廠中，Rassini 采用3個高度自動化的HP-RTM生產單元，制造了用于1+C 混合板彈簧的玻纖/環氧輔助板，每一個生產單元都采用一副10腔模具進行生產，整個工廠每年能生產超過80萬個復合材料的輔助板
Hotchkiss懸架主要用在貨車和廂式貨車上，這些車輛的設計，允許在不同的載荷和拖車拖曳條件下運行。用于全尺寸皮卡的典型板彈簧采用一種2+1設計，這包括結合在一起的兩個彎曲的鋼主板和一個附著在主板底部的平的鋼輔助板。主板長約2m、寬約70m，處于自由、無壓力狀態時，兩端彎曲成一個寬的U形。而輔助板處于自由狀態時通常是平的。
2+1板彈簧結構通過主板的兩端連接到貨車車架上。在每個后輪的內側，都裝有一個板彈簧，板彈簧的中部剛性地連接到實心的后橋上。主板承擔懸架系統的主要功能，但是，當車輛負載時，以及在道路載荷引起大懸架鉸接的過程中，輔助板就會發揮作用。因此，當懸架承載時，輔助板是最后一個參與的結構構件，不可小覷。用在像F-150皮卡這種車輛上的Hotchkiss 懸架，必須承受6個維度的載荷和力矩，包括：垂直、縱向和橫向的載荷，以及滾動、傾斜和偏航引起的力矩。
“板彈簧是一種多功能的懸架組件，不僅要滿足垂直載荷方面的要求，而且實際上也是一種連接車橋與車輛的梁構件，這使得橫向和縱向載荷/力矩也受到板彈簧的影響。”相關人員說道。
Rassini為2021 MY F-150皮卡開發的多材料板彈簧，是圍繞兩個減重創新而對2+1設計的進一步完善。這種名為1+C的板彈簧，擁有一個鋼主板和一個復合材料的輔助板，這些部件中的每一個，都為整個結構的減重作出了一半的貢獻。鋼主板具有拋物線錐度，能夠優化材料性能，并提供所需的大部分承載能力。玻纖增強塑料（GFRP）的輔助板能在重載情況下發揮作用。
在將復合材料的輔助板組裝到鋼主板上之前，需要先在數控機床上對其進行修邊和沖孔。作為北美最大的板彈簧部件制造商，Rassini的墨西哥工廠具有生產更多復合材料輔助板的擴產能力
“我們既可以做全復合材料的板彈簧，也可以做全鋼材的板彈簧，或者可以做混合材料的板彈簧——這就是福特為這款特殊車輛選用的那種：主彈簧采用鋼材，而輔助彈簧采用復合材料。”相關人員強調道，高強鋼的拋物線錐度厚度提供了顯著的強度和減重優勢。“采用這種設計方法，我們全面優化了彈簧梁的應力分布。”他接著說，“我們采用最先進的材料最大程度地減輕了質量，所以我們基本上完全優化了設計以及對材料的使用。”
相關人員表示，Rassini 在設計復合材料的輔助板時考慮了幾種材料選項，最終決定采用德國西格里碳纖維（SGL Carbon）提供的一種無堿玻纖無卷曲織物，并采用瀚森公司（德國杜伊斯堡）提供的EPIKOTE樹脂中的TRAC 06150環氧樹脂系統對該織物進行浸漬。相關人員表示，該公司也考慮了碳纖維，但這種材料的成本不能滿足該項目的要求。
選好材料后，Rassini必須完成復合材料輔助板的設計。設計上面臨的挑戰是，GFRP的彈性模量遠小于鋼的彈性模量，而彈性模量又與彈簧速率成正比。“我們要求復合材料的輔助板要擁有與鋼質板一樣的彈簧速率。”相關人員說道，“所以我們必須使GFRP的輔助板更厚，這樣才能獲得所匹配的彈簧速率載荷撓度曲線。”
復合材料的模量性能也驅使彈簧設計偏向于采用多材料的選項。如果彈簧完全由復合材料制成，就需要改變懸架結構以便容納更寬的GFRP主板。相關人員r解釋說:“之所以將鋼彈簧用作主板，是因為它能夠承受橫向載荷。如果復合材料的主板擁有與鋼彈簧一樣的寬度，由于復合材料的模量低，就會導致懸架的橫向剛度太小，因此，雖然我們可以用復合材料做主板，但必須把它做得更寬，以補償和維持車輛所需的橫向性能，這就意味著要增加懸架結構的復雜性，以便容納更寬的彈簧。”
最終，Rassini開發出了長1m、寬70mm以及厚30mm的復合材料輔助板。雖然厚度大約是之前的鋼輔助板的1.7倍，但卻減輕了53%的質量，結合優化主板設計所帶來的減重，Rassini 幫助福特將每輛車的總質量減輕了大約16kg。相關人員承認，該復合材料輔助板的成本相對較高，但是，鑒于其帶來的減重優勢，依然被福特看作是可接受的優質產品，這有利于減少溫室氣體排放，并滿足未來日益嚴格的CAFÉ和排放標準要求。
下一個挑戰是開發一種能滿足F-150產品線大批量生產需求的生產工藝。相關人員介紹說，在最初的產品開發和原型階段，是由人工來鋪放預浸料。但是，當Rassini考慮進入大批量的生產時，就必須采用高產量、自動化且可重復性高的生產工藝。因此，他們選用了高壓樹脂傳遞模塑成型（HP-RTM）工藝。相關人員表示：“對于每年10萬個以下的板彈簧產量，使用預浸料是可行的。但由于該項目的產量大，因此我們需要更高產量的生產工藝。只要年產量超過10萬件，HP-RTM 工藝就具有吸引力。”
與模具制造商Alpex Technologies公司（奧地利Mils bei Hall）以及機器供應商FILL Gesellschaft公司（奧地利Gurten）、Hennecke公司（美國賓夕法尼亞州Bridgeville）和Engel公司（美國賓夕法尼亞州York）合作，Rassini 在其位于墨西哥的新工廠中開發并安裝了3個高度自動化的HP-RTM生產單元，每一個HP-RTM生產單元都配有一副10腔模具，生產運行的年循環次數大約是28000～30000次，輔助板的年總產量是84萬～90萬件。在交付給福特之前，每一個復合材料的輔助板都要通過承載測試。
Rassini制造的每一個復合材料的輔助板在被交付給福特前都要通過承載測試。這種復合材料的輔助板，結合對鋼主板的材料和設計進行的改進，使得福特的F-150皮卡質量減輕了16kg
可以說，該工廠代表了汽車用復合材料制造的未來。這一占地5.2萬平方英尺的工廠于2018年3月啟用，當時，3條HP-RTM生產線中的第一條已開始運行。到2020年3月，全部3條生產線都已投入運行。如果需要，還有安裝第四條生產線的空間。Collyer介紹說，這種復合材料的輔助板是該工廠目前生產的唯一部件，憑借高度的自動化，與設備接觸的操作人員通常只是在加工開始（裝上NCF料卷）和結束（取下成品部件）時才需要。
Rassini于2018年在墨西哥建成了這一占地5.2萬平方英尺的工廠，主要用于制造1+C混合板彈簧上使用的復合材料輔助板。這一高度自動化的生產所需的人工操作只是裝上玻纖料卷和取下成品部件
車輛減重16kg對于福特及其用戶而言意味著什么呢？相關人員表示，雖然Rassini不能分享來自福特的數據，但卻可以分享與車輛減重有關的假設案例數據。比如，假設一輛汽油驅動的汽車在其生命周期中每使用1加侖的汽油平均能行駛20英里，車輛的平均壽命為15萬英里，使用這種輕質板彈簧的車輛數量大約是250萬輛，那么，車輛減重16kg就意味著在車隊的整個生命周期中，預計可以減少大約75.8萬t的CO2排放和3.22億升的燃油消耗。
在福特P702平臺上制造的F-150皮卡預計在其整個生產周期中都將使用Rassini開發的1+C混合板彈簧
Rassini 表示，目前該公司已成功地實施了這一令人興奮的復合材料輕量化項目，而且可以將這項技術推廣應用于其他產品。
