美国福特汽车公司向Rassini International发起挑战。任务是减轻F-150皮卡后悬架的重量。F-150皮卡是该汽车制造商的旗舰和标志性卡车。Rassini是北美最大的板簧和其他悬架部件供应，他们为福特提供了几个解决方案，但更倾向于将传统钢板弹簧与复合材料“辅助”结合起来的解决方案——这是一个多种材料的解决方案，代表了汽车复合材料终端市场的重要增长契机。
实现轻量化的目标
Rassini工程、钢板弹簧副总裁兼轻量化研发总监表示，Rassini在汽车供应链中的地位使其成为寻求创新解决方案的原始设备制造商的首选合作伙伴。“当福特工程部考虑如何开发下一代叶片弹簧悬架产品时，他们首先会来找我们。”相关人员说，“他们对下一代F-150卡车的底盘提出了一些非常激进的轻量化目标，他们很想知道我们有什么想法。”
Rassini向福特给出的方案，与汽车运输历史上钢板弹簧的发展趋势相辅相成。早期的板簧设计依赖于使用多个厚度恒定的钢板，这些钢板被堆叠并捆绑在一起，随着有效载荷的增加，钢板从上到下连续接合。多年来，随着钢材质量的提高，包装中的钢板数量逐渐减少，因为它们能够用更少的板承受相同的负载。
Hotchkiss悬架主要用于卡车和货车应用，这些车辆被设计为在不同的载荷和拖车牵引条件下运行。典型的全尺寸皮卡钢板弹簧的特点是2+1设计，包括两个弯曲的钢主板绑在一起，和一个扁平的钢辅助板附着在主板的底部。主板长约2.0米，宽约70毫米，当处于自由、不受力的位置时，其两端呈宽“U”形向上弯曲；辅助板在其自由位置通常是平的。
2+1弹簧结构通过主板的端部连接至卡车框架；每个后轮的内侧都安装有一个板簧，弹簧的中部与实心后轴紧密相连。主板在悬架系统中完成大部分工作，但辅助板在车辆装载有效载荷和在道路负载的大型悬架连接中被使用。因此，辅助板是悬架加载时要接合的最后一个结构构件。这不是小事。F-150等车辆上的Hotchkiss悬架必须承受来自六个自由度（6D0F）的载荷和力矩：三种载荷情况为垂直、纵向、横向，以及三种力矩情况为滚转、俯仰和偏航。
板簧是一种多功能悬架组件，它不仅满足垂直行驶载荷情况下的弹簧要求，但弹簧实际上也是连接车轴和车辆的梁元件，这样横向和纵向载荷/力矩也受到弹簧的反作用。”
Rassini为2021 MY F-150设计的多材料板簧代表了2+1设计的进一步发展，并围绕两项减轻重量的创新展开。被称为1+C，它具有一个单一的钢主板和一个复合辅助板。这些部件中的每一个都占整个结构节省的重量的一半左右。单个钢制主板具有抛物线锥度，可优化材料性能并提供所需的大部分承重。玻璃纤维增强塑料（GFRP）辅助板在重载条件下进行接合。
相关人员表示：“我们可以采用全复合材料弹簧，也可以采用全钢弹簧，或者混合使用，这就是福特在这款车中所选择的。”相关人员强调，“主板仍然是钢的，辅助板则使用复合材料。”高强度钢的抛物线锥形厚度本身就提供了显著的强度和重量节省。“通过这种设计方法，弹簧梁在应力分布方面得到了充分优化。我们正在使用现有最先进的材料来实现尽可能轻的重量，所以基本上我们已经完全优化了材料的设计和使用。”
