憑借在注塑領(lǐng)域的多年經(jīng)驗和高水平的自動化能力,ENGEL 研發(fā)出特別經(jīng)濟(jì)的制造概念,用于生產(chǎn)纖維復(fù)合材料組件。在 9月2日至4日上海舉行的China Composites Expo 2020中國國際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)展覽會上,這家總部位于奧地利的機(jī)器制造商和系統(tǒng)解決方案提供商將以汽車行業(yè)為例,展示大規(guī)模批量生產(chǎn)的巨大潛力。以熱塑性塑料為基礎(chǔ)的解決方案將成為今年 ENGEL 展位的重點。
organomelt 是 ENGEL 對可持續(xù)交通給出的答案。這項成熟的工藝已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)。包括 Daimler 的前端載體在內(nèi)的一些組件是通過 ENGEL organomelt 工藝全自動生產(chǎn)的。“我們在中國看到了汽車制造商和一級供應(yīng)商對 organomelt 工藝的濃厚興趣。”ENGEL 亞洲汽車事業(yè)部負(fù)責(zé)人 Markus Fuchs 表示。“例如,對于座椅殼、控制臺和內(nèi)飾結(jié)構(gòu)組件,集成生產(chǎn)過程以具有成本效益的方式實現(xiàn)大批量車輛輕量化結(jié)構(gòu)提供了可能性。”
根據(jù)負(fù)載設(shè)計復(fù)合材料組件
在 organomelt 工藝中,基于有機(jī)板材以及單向 (UD) 玻璃或碳纖維增強(qiáng)帶材的熱塑性纖維復(fù)合材料半成品在專門為此技術(shù)開發(fā)的紅外爐中進(jìn)行加熱。熱塑性復(fù)合材料由機(jī)械手裝入注塑模具,并在那里通過僅一個工作步驟塑形和功能化。例如,在注塑過程中可以直接注射加強(qiáng)筋或裝配元件。這實現(xiàn)了非常高效且完全自動化的生產(chǎn)過程,從而降低了單位成本。此外,連續(xù)的熱塑性方法也為可持續(xù)性做出了貢獻(xiàn)。它簡化了回收概念的開發(fā)。“在復(fù)合材料組件使用壽命結(jié)束時使其回到材料循環(huán),是汽車制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的首要任務(wù)之一,”Fuchs 表示。
通過 ENGEL organomelt 工藝生產(chǎn)的復(fù)合材料組件具有特別輕的重量和非常好的碰撞特性。在該工藝的進(jìn)一步開發(fā)中,ENGEL 致力于復(fù)合材料組件負(fù)載符合性設(shè)計的生產(chǎn)方面。為了使組件幾何形狀有針對性地適合各自所需的輕量化結(jié)構(gòu)特性,將來會針對每個組件把多個不同的纖維復(fù)合材料半成品(例如具有不同厚度的的有機(jī)板材或 UD 帶材)組合。ENGEL 借助與汽車供應(yīng)商 Brose 共同開發(fā)的門結(jié)構(gòu)展示其潛力。處理的是厚度在 0.6 到 2.5 mm 之間的三塊有機(jī)板材。對有機(jī)板材進(jìn)行符合負(fù)載的選擇可以最佳地考慮單個組件區(qū)域上的不同負(fù)載。這種門結(jié)構(gòu)在窗框區(qū)域比在門內(nèi)側(cè)具有更高的剛性。
注塑周期內(nèi)的即用半成品
作為系統(tǒng)供應(yīng)商,ENGEL 為其客戶一站式開發(fā)從單個帶材到注塑功能化的整個過程的集成全自動化解決方案。為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn),帶材的放置和疊層的固結(jié)(帶材層)必須在注塑過程中內(nèi)聯(lián)和及時地完成。為此,ENGEL 將帶材堆疊單元和固化設(shè)備結(jié)合在一起。集成過程可以以分鐘為周期從帶材生產(chǎn)即用半成品。
為了實現(xiàn)最短的周期時間,ENGEL 開發(fā)的帶材堆疊單元根據(jù)拾放原理工作,并具有光學(xué)圖像處理功能。將各個帶材層拾起,進(jìn)行光學(xué)檢查,調(diào)節(jié)位置進(jìn)行放置,并逐點焊接。對于緊隨其后的固結(jié)過程,ENGEL 與其合作伙伴 FILL(奧地利 Gurten)共同開發(fā)了一種基于加熱冷卻原理的設(shè)備。這種設(shè)備以全自動的方式將纖維層固結(jié)成一塊堅固的板,同時保持目標(biāo)厚度躍變。
熱固塑料系統(tǒng)的更高效率
通過熱固塑料輕量化領(lǐng)域的一個實例,ENGEL 將在 China Composites Expo 中國國際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)展覽會上展示,對于已經(jīng)得到長期應(yīng)用的技術(shù),也能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。奧迪 A8 的后座壁具有復(fù)雜的碳纖維結(jié)構(gòu)和局部加強(qiáng)裝置。它由德國一家供應(yīng)商在 ENGEL v-duo 1700 注塑機(jī)上通過全自動 HP-RTM 工藝進(jìn)行批量生產(chǎn)。
從熱塑性半成品和熱固性模壓塑料的加工到反應(yīng)技術(shù),ENGEL 的跨學(xué)科輕量化結(jié)構(gòu)團(tuán)隊涵蓋了廣泛的開發(fā)范圍。在位于奧地利的輕量化結(jié)構(gòu)復(fù)合材料技術(shù)中心,這家機(jī)器制造商為汽車行業(yè)開發(fā)特別經(jīng)濟(jì)的復(fù)合材料解決方案,并且與該行業(yè)和大學(xué)的開發(fā)合作伙伴一起樹立了多個具有重要國際意義的里程碑。
ENGEL 在 China Composites Expo 2020(中國國際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)展覽會)的展位:2 號展廳,A2407 展位
從單個帶材到注塑中的功能化,ENGEL 將生產(chǎn)纖維復(fù)合材料組件的所有加工步驟集成在一個高效、自動化的生產(chǎn)過程中。
ENGEL 開發(fā)的帶材堆疊單元以分鐘為周期提供定制的纖維復(fù)合材料半成品。圖片來源:ENGEL
ENGEL AUSTRIA GmbH
ENGEL 是塑料機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域內(nèi)的主要制造商之一。目前,ENGEL 集團(tuán)提供的所有用于塑料加工的技術(shù)模塊都源自自主品牌:用于熱塑性塑料和彈性體的注塑機(jī)和自動化系統(tǒng),包括極具競爭力并已在市場上獲得成功的單個部件。ENGEL 在歐洲、北美和亞洲(中國、韓國)擁有九個生產(chǎn)工廠,還有遍布 85 個國家的子公司和代表處,ENGEL 因此可在全球范圍內(nèi)為用戶提供強(qiáng)有力的支持,通過新技術(shù)和最現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備使他們提升競爭力并獲得成功。