從單個(gè)帶材到在注塑成型中實(shí)現(xiàn)功能化，ENGEL能夠?yàn)槔w維增強(qiáng)復(fù)合材料部件的高效、自動(dòng)化生產(chǎn)而集成所有的工藝步驟（圖片來(lái)自ENGEL）

 

    憑借豐富的注塑成型經(jīng)驗(yàn)和自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，ENGEL為復(fù)合材料部件的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)了成本效益高的生產(chǎn)理念。

 

    2020年9月2～4日，在中國(guó)上海舉行的復(fù)合材料展上，這家總部位于奧地利的機(jī)器制造商和系統(tǒng)解決方案提供商（展位：2-A2407）將通過(guò)展示為汽車行業(yè)制造的樣品，來(lái)證明其大批量的生產(chǎn)理念所能提供的巨大潛力，其中，熱塑性的解決方案將是今年ENGEL展臺(tái)的展示重點(diǎn)。

 

    ENGEL針對(duì)可持續(xù)運(yùn)輸需求提供的解決方案是organomelt，這項(xiàng)完美開(kāi)發(fā)的工藝已在大批量的生產(chǎn)中得到部署，完全自動(dòng)地生產(chǎn)出了用于戴姆勒和其他汽車產(chǎn)品的前端支架。

 

    “我們看到，中國(guó)的汽車制造商和一級(jí)供應(yīng)商們對(duì)organomelt工藝很感興趣。”ENGEL亞洲汽車事業(yè)部總監(jiān)Markus Fuchs說(shuō)道，“比如，就座椅板、控制臺(tái)和內(nèi)飾結(jié)構(gòu)部件而言，這種集成的生產(chǎn)工藝為以節(jié)省成本的方式助力大批量生產(chǎn)的汽車實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)帶來(lái)了可能。”

 

    在organomelt工藝中，基于熱塑性織物和單向（UD）玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)帶材的熱塑性纖維復(fù)合預(yù)浸料，在專為這項(xiàng)技術(shù)而開(kāi)發(fā)的紅外加熱爐中加熱；然后，機(jī)械手將熱塑性復(fù)合材料放入注塑模具中，在此，該材料在單一加工步驟中得到成型和功能化。

 

    通過(guò)注塑成型，可以直接完成對(duì)加強(qiáng)肋或裝配元素等的包覆成型，從而實(shí)現(xiàn)了高效的完全自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)而降低了單位成本。

 

    此外，始終采用熱塑性方法還有助于可持續(xù)性，這使得制定回收策略更加容易。

 

    “當(dāng)使用壽命結(jié)束時(shí)，讓復(fù)合材料部件返回到材料循環(huán)中，這是當(dāng)前汽車制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。”Fuchs指出。

 

    利用ENGEL organomelt工藝制造的復(fù)合材料部件將極輕的重量與卓越的碰撞安全性能集于一體。

 

    隨著這項(xiàng)工藝的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，ENGEL正在研究實(shí)現(xiàn)負(fù)載兼容復(fù)合材料部件設(shè)計(jì)的生產(chǎn)技術(shù)。

 

    為了使部件的形狀結(jié)構(gòu)適應(yīng)所要求的輕量化特征，今后將針對(duì)每一個(gè)部件綜合使用幾種不同的預(yù)浸料，如不同厚度的熱塑性織物或者UD帶。

 

    ENGEL將利用其與汽車供應(yīng)商博澤合作開(kāi)發(fā)的門(mén)結(jié)構(gòu)來(lái)證明這一潛力：3種厚度在0.6～2.5 mm之間的熱塑性織物得到了加工。通過(guò)選擇載荷兼容的有機(jī)片材，可以采用最佳的方式考慮作用在部件單個(gè)區(qū)域上的不同載荷，比如，門(mén)結(jié)構(gòu)的窗口區(qū)域要比門(mén)內(nèi)區(qū)域的剛性更好。 

 

由ENGEL開(kāi)發(fā)的帶鋪放單元能夠在一分鐘的循環(huán)時(shí)間內(nèi)提供訂制的預(yù)成型件（圖片來(lái)自ENGEL）

 

 

 

    作為一家系統(tǒng)解決方案提供商，ENGEL單獨(dú)一家就能為其客戶開(kāi)發(fā)整個(gè)過(guò)程集成的完全自動(dòng)化的解決方案，從單個(gè)帶材到在注塑過(guò)程中實(shí)現(xiàn)功能化。

 

    為了在大批量的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)成本效益，疊層（帶鋪放）的鋪放和固結(jié)過(guò)程必須在線完成，而且還必須在注塑成型過(guò)程的循環(huán)時(shí)間內(nèi)完成。

 

    為了做到這一點(diǎn)，ENGEL整合了一個(gè)帶鋪放單元和一個(gè)固結(jié)單元。

 

    這種集成的工藝僅用一分鐘的循環(huán)時(shí)間就能生產(chǎn)出適用的預(yù)成型件。 

 

    為了最大程度地縮短循環(huán)時(shí)間，ENGEL開(kāi)發(fā)的帶鋪放單元基于采用光學(xué)圖像處理的拾取-放置原理：拾起單獨(dú)的帶層，目視檢查，將其放到受控的位置，然后將它們點(diǎn)焊在一起。

 

    與其合作伙伴FILL（奧地利Gurten）一起，ENGEL還為緊隨下游的固結(jié)過(guò)程開(kāi)發(fā)了一種基于加熱/冷卻原理的生產(chǎn)裝置：在一個(gè)完全自動(dòng)化的過(guò)程中，該系統(tǒng)將纖維疊層固結(jié)成一個(gè)實(shí)心板，并有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)厚度的變化。 

 

 

    在復(fù)合材料展會(huì)中，ENGEL將利用一個(gè)輕量化熱固性塑料設(shè)計(jì)方面的例子，來(lái)證明生產(chǎn)效率還能得到提高，即使是久經(jīng)考驗(yàn)的技術(shù)。

 

    一家德國(guó)的汽車零部件供應(yīng)商采用一臺(tái)ENGEL v-duo 1700機(jī)器和完全自動(dòng)化的HP-RTM工藝，大批量地生產(chǎn)出了擁有復(fù)雜碳纖維結(jié)構(gòu)且局部得到加強(qiáng)的奧迪A8后座椅板。 

 

    跨學(xué)科的ENGEL輕量化工程團(tuán)隊(duì)覆蓋了廣泛的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，從熱塑性預(yù)成型件和熱固性模塑料的加工到反應(yīng)技術(shù)。

 

    在位于奧地利的輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心，這家機(jī)器制造商致力于為汽車行業(yè)開(kāi)發(fā)特別經(jīng)濟(jì)的復(fù)合材料解決方案，并與來(lái)自工業(yè)和大學(xué)的合作伙伴一起，取得了幾項(xiàng)具有國(guó)際意義的里程碑成果。