從單個帶材到在注塑成型中實現功能化，ENGEL能夠為纖維增強復合材料部件的高效、自動化生產而集成所有的工藝步驟（圖片來自ENGEL）

 

    憑借豐富的注塑成型經驗和自動化專業(yè)知識，ENGEL為復合材料部件的生產開發(fā)了成本效益高的生產理念。

 

    2020年9月2～4日，在中國上海舉行的復合材料展上，這家總部位于奧地利的機器制造商和系統解決方案提供商（展位：2-A2407）將通過展示為汽車行業(yè)制造的樣品，來證明其大批量的生產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展臺的展示重點。

 

    ENGEL針對可持續(xù)運輸需求提供的解決方案是organomelt，這項完美開發(fā)的工藝已在大批量的生產中得到部署，完全自動地生產出了用于戴姆勒和其他汽車產品的前端支架。

 

    “我們看到，中國的汽車制造商和一級供應商們對organomelt工藝很感興趣。”ENGEL亞洲汽車事業(yè)部總監(jiān)Markus Fuchs說道，“比如，就座椅板、控制臺和內飾結構部件而言，這種集成的生產工藝為以節(jié)省成本的方式助力大批量生產的汽車實現輕量化設計帶來了可能。”

 

    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帶材的熱塑性纖維復合預浸料，在專為這項技術而開發(fā)的紅外加熱爐中加熱；然后，機械手將熱塑性復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。

 

    通過注塑成型，可以直接完成對加強肋或裝配元素等的包覆成型，從而實現了高效的完全自動化的生產過程，進而降低了單位成本。

 

    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。

 

    “當使用壽命結束時，讓復合材料部件返回到材料循環(huán)中，這是當前汽車制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重點之一。”Fuchs指出。

 

    利用ENGEL organomelt工藝制造的復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。

 

    隨著這項工藝的進一步開發(fā)，ENGEL正在研究實現負載兼容復合材料部件設計的生產技術。

 

    為了使部件的形狀結構適應所要求的輕量化特征，今后將針對每一個部件綜合使用幾種不同的預浸料，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商博澤合作開發(fā)的門結構來證明這一潛力：3種厚度在0.6～2.5 mm之間的熱塑性織物得到了加工。通過選擇載荷兼容的有機片材，可以采用最佳的方式考慮作用在部件單個區(qū)域上的不同載荷，比如，門結構的窗口區(qū)域要比門內區(qū)域的剛性更好。 

 

由ENGEL開發(fā)的帶鋪放單元能夠在一分鐘的循環(huán)時間內提供訂制的預成型件（圖片來自ENGEL）

 

 

 

    作為一家系統解決方案提供商，ENGEL單獨一家就能為其客戶開發(fā)整個過程集成的完全自動化的解決方案，從單個帶材到在注塑過程中實現功能化。

 

    為了在大批量的生產中實現成本效益，疊層（帶鋪放）的鋪放和固結過程必須在線完成，而且還必須在注塑成型過程的循環(huán)時間內完成。

 

    為了做到這一點，ENGEL整合了一個帶鋪放單元和一個固結單元。

 

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

 

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

 

    與其合作伙伴FILL（奧地利Gurten）一起，ENGEL還為緊隨下游的固結過程開發(fā)了一種基于加熱/冷卻原理的生產裝置：在一個完全自動化的過程中，該系統將纖維疊層固結成一個實心板，并有針對性地實現厚度的變化。 

 

 

    在復合材料展會中，ENGEL將利用一個輕量化熱固性塑料設計方面的例子，來證明生產效率還能得到提高，即使是久經考驗的技術。

 

    一家德國的汽車零部件供應商采用一臺ENGEL v-duo 1700機器和完全自動化的HP-RTM工藝，大批量地生產出了擁有復雜碳纖維結構且局部得到加強的奧迪A8后座椅板。 

 

    跨學科的ENGEL輕量化工程團隊覆蓋了廣泛的開發(fā)領域，從熱塑性預成型件和熱固性模塑料的加工到反應技術。

 

    在位于奧地利的輕量化復合材料技術中心，這家機器制造商致力于為汽車行業(yè)開發(fā)特別經濟的復合材料解決方案，并與來自工業(yè)和大學的合作伙伴一起，取得了幾項具有國際意義的里程碑成果。