日前，注塑機制造商、系統(tǒng)解決方案提供商ENGEL宣布，將在K 2019展會上展示采用organomelt工藝生產(chǎn)的一種車門模塊示范部件。該部件的生產(chǎn)單元是世界上第一個采用紅外加熱技術(shù)形成3種不同厚度有機板，并能在同一注塑加工階段成型高質(zhì)量可見表面的系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備3臺可同時運行的ENGEL easix關(guān)節(jié)機器人。
“在汽車行業(yè)的輕量化應(yīng)用方面，熱塑性復(fù)合材料正變得日益重要。”ENGEL輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心負責人Norbert Müller博士表示。一方面，熱塑性復(fù)合材料能將預(yù)浸料的成型性和功能化整合在一起，從而有效降低單位成本；另一方面，單純使用熱塑性聚合物更便于制定回收策略。
“在使用壽命結(jié)束時，讓復(fù)合材料部件回歸到材料循環(huán)中，這是電動汽車行業(yè)持續(xù)發(fā)展的首要任務(wù)之一，”Müller 表示。“熱塑性復(fù)合材料解決方案應(yīng)用日益廣泛，甚至在飛機制造中也已開始批量化使用。”
ENGEL用organomelt工藝來滿足可持續(xù)交通的發(fā)展需求。在organomelt工藝中，首先對采用熱塑性的纖維增強預(yù)浸料，如有機板材和帶材進行加熱，然后將其放入模具中成型，接著采用熱塑性塑料對其進行二次成型。這項成熟工藝已被用于大批量生產(chǎn)中，能夠完全自動化地生產(chǎn)諸如前端托架之類的產(chǎn)品。
隨著這項工藝的發(fā)展，ENGEL與其客戶和合作伙伴進一步展開合作，嘗試生產(chǎn)“擁有目標載荷分布的復(fù)合材料部件”。
“未來，將為每個部件組合使用幾種不同的預(yù)浸料，以根據(jù)相關(guān)部件的形狀和部件內(nèi)部各區(qū)域的不同應(yīng)力來定制化地開發(fā)結(jié)構(gòu)部件，”Müller解釋道。“將在K展展出的生產(chǎn)單元將清晰地展示這種應(yīng)用的巨大潛力。”
該工藝是ENGEL與汽車供應(yīng)商博澤合作開發(fā)的、目前世界上獨一無二的集成了紅外加熱爐的系統(tǒng)，能夠以自動化工藝同時加工3種不同形狀、厚度的有機板材。根據(jù)博澤前期進行的各種模擬結(jié)果，在載荷分布的基礎(chǔ)上有針對性地選用有機板材，可使部件不同部位的應(yīng)力需求得到滿足。
超緊湊的集成紅外加熱爐
加工有機板材的挑戰(zhàn)之一是對預(yù)浸料的加熱，對它們進行加熱和冷卻的時間取決于其厚度。因為需要將加熱的預(yù)浸料快速而直接地送入模具中，因此快速加熱材料而不使其受損非常重要。
organomelt生產(chǎn)單元基于一臺duo 3660/800 注塑機，額外安裝了兩個集成的紅外加熱爐。
一個立式紅外加熱爐直接位于鎖模單元的上方，用于加熱厚度只有0.6mm的有機板材。這樣，薄的有機板材幾乎不費時地到達模具中，保證了成型過程中材料仍保持足夠高的溫度。
一個位于動模板方底座上的標準臥式紅外加熱爐將被用于加熱1mm和2.5mm的有機板材，這種安排縮短了加熱爐與模具之間的距離，節(jié)省了空間。
兩個紅外加熱爐均由ENGEL開發(fā)制造，它們與3臺easix機器人被完整集成到注塑機的CC300控制單元中，能夠通過觸摸屏統(tǒng)一控制。
3種有機板材同時被加熱，然后，3臺easix機器人中的兩臺用于操作有機板材。它們位于鎖模單位上方彼此相鄰的位置，當?shù)谝慌_機器人負責操作兩個較厚的有機板時，第二臺機器人小心地操作最薄的板材。第三臺機器人位于鎖模單元旁邊，其任務(wù)是取出成型好的部件，同時將3個有機板中的一個放入模具中以進行注塑成型。
這些有機板材是由中國原材料生產(chǎn)商金發(fā)提供的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。
當模具閉合時，有機板材即成型。
緊接著，采用玻璃纖維增強聚丙烯在同一副模具中對其進行二次成型，從而在部件的背部成型出加強筋，并在可見的一面成型出皮革紋理的外觀。
“當直接對有機板進行二次成型時，我們可以獲得出色的皮革紋理外觀，這在以前采用有機板材時是不可能做到的，”Müller強調(diào)說。“該工作為今后采用organomelt工藝生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)性的熱塑性車門奠定了基礎(chǔ)。”
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