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ENGEL实现纤维增强复合材料集成工艺批量生产

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-29  来源:PT现代塑料  浏览次数:186
核心提示:总部位于奥地利的ENGEL 提供一站式量身订制的制造单元,用以高效和高性价比地批量生产纤维复合材料部件。2019年9 月3 日至5 日
       总部位于奥地利的ENGEL 提供一站式量身订制的制造单元,用以高效和高性价比地批量生产纤维复合材料部件。2019年9 月3 日至5 日,在上海举行的中国国际复合材料工业技术展览会上,这家注塑机制造商和系统解决方案提供商将借助汽车行业的实例,展示广泛的技术:从有机板材和UD 带材的加工,到HP-RTM 和SMC的模压成型。
 
  “多年来,中国政府一直在大力促进电动汽车的发展。”ENGEL复合材料技术业务发展经理Christian Wolfsberger 解释了中国市场的特殊性,“因此,轻量化这一主题在整个亚洲的发展都别具动力 ,ENGEL 积极地参与其中。长期以来,ENGEL一直是本地汽车行业的首选合作伙伴之一。”2012 年,ENGEL在奥地利成立了轻量化复合材料技术中心,与其他企业和大学一起,共同开发高性价比的用于批量生产纤维增强复合材料轻量化部件的新型工艺。在中国国际复合材料工业技术展览会上,该公司将介绍当前实施的系列项目和正在进行的开发工作。
 
  通过ENGEL organomelt 实现全自动一次性注塑
 
  利用ENGEL organomelt 工艺实现热塑性连续纤维增强半成品(如有机板材或UD 带材)的加工和功能化,将成为ENGEL 展台的一大看点。去年,全球首个批量生产的应用在美国启动:从有机板材开始,Valeo 在田纳西州Smyrna 为一家德国知名的OEM 生产带集成风道的前端支架,该结构部件于2018 被美国塑料工程师学会(SPE) 授予汽车奖。该部件拥有极高比例的有机板材,可显著减轻重量并提高碰撞性能。此外,由于采用双壳结构,空气管道可以直接集成到支撑结构中。
 
  ENGEL 提供一站式高度集成的用于生产复合材料部件的全自动化制造单元。organomelt 技术设备包括一台duo 注塑机、一台viper 线性机械手和一台easix 多关节机械手、一台红外线炉以及传送带和其他处理单元。
 
  ENGEL 为全自动批量生产提供的系统解决方案包括一台duo 1700 注塑机、3台用于准备大量金属嵌件和有机板材处理的easix 多关节机械手、一台viper 90 线性机械手和一台ENGEL 红外线炉。ENGEL 提供一站式制造单元作为系统解决方案。两个半壳在同一模具中一次注塑成型。为此,两块有机板材将同时在红外线炉中加热,然而将其插入模具中,在此成型,随后立即在同一模具中通过注塑实现功能化。
 
  有机板材是基于聚丙烯基质的玻璃纤维。同样,玻纤增强聚丙烯被用于注塑成型。只有这种连续的热塑性方法才能将成型过程和功能化相结合,并牢固地连接支撑结构和功能元件。“全自动一次性注塑过程对降低单位成本起着重要作用,另一优势是:完全使用热塑性聚合物简化了回收方案的开发,在使用寿命结束时可将部件送回材料循环中。”Wolfsberger 强调说。“我们看到,热塑性复合材料轻量化越来越为产品开发人员所关注。”如果想要详细了解该主题,展会第一天11 点,恩格尔机械(上海)有限公司工艺部负责人Simon Liu 将和Valeo 在4 号馆旁会议区的汽车创新大会(AIC) 上对此项目和UD 带材的加工作介绍。
 
  注塑循环中带材的放置和固结
 
  ENGEL organomelt 技术适用于有机带材和单向(UD) 玻璃和/或碳纤维增强热塑性基质带材。利用带材,可以根据需要设计半成品,从而更好地利用部件的轻量化潜力。部件可以用少量带材部分加固,或者由多种厚度为几毫米的织物带材(叠层)制成。
 
  为了实现经济的批量生产,叠层的放置和固结必须在注塑过程中及时完成。作为系统供应商,ENGEL 能够为从单个带材到注塑功能化的整个过程提供一站式集成全自动化解决方案。带有光学图像处理和固结压机的带材放置单元,无缝集成到整个过程中,显著提高了量身订制带材解决方案的生产效率。
 
  ENGEL 的带材放置单元可在3秒内铺放带材并逐点焊接。由于在放置时叠层已经具备部件所需的形状,因此在固结之后,可以注射成型和功能化,而无需中间的修整过程。
 
  HP-RTM和SMC:更高效率的热固性塑料系统
 
  通过热固性塑料轻量化领域的两个实例,ENGEL 将展示:对于已经长期应用的技 术,也能进一步提高生产效率。一方面,将展示奥迪A8 的CRP(碳纤维增强塑料) 后壁,这些具有复杂碳纤维结构和局部增强材料的大型部件,在德国Garching 由Voith 采用全自动HP-RTM 工艺在一 台ENGEL v-duo 1700 注塑机上生产;另一方面,ENGEL 将展示基于C-SMC(片状模塑料)的变速器支架。在一个开发项目中,ENGEL 与奥地利Linz 的Johannes Kepler 大学聚合物材料制品研究所(IPPE) 、美国Hexcel 公司及奥地利的Alpex 公司合作,进一步开发了用于这种动态高应力车辆部件的生产工艺。初始材料是平面的碳纤维半成品,纤维长度50mm,基体为环氧树脂。对首批部件的分析显示,相对于最初的铝制部件,重量明显减轻,且部件性能得到改善。从要求很高的外观部件,到功能集成的结构部件,SMC 模压成型可用于生产范围广泛的各种纤维复合材料部件。凭借性能强大的测量和控制技术、灵活的模压工艺和集成的平行度控制,ENGEL v-duo 注塑机是SMC 加工的最佳选择。加工参数可以根据部件要求有针对性地调整,以实现更高的质量。
 
  在短周期内,通过C-SMC 可以实现复杂的几何形状,ENGEL 借助变速器支架展示该工艺的潜力。
 
 
 
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