恩格爾的 organomelt 工藝，首次在世界上被用于大批量地生產(chǎn)集成了空氣導(dǎo)管的前端支架。為加工UD帶，恩格爾還在擴(kuò)展其采用一臺(tái)固結(jié)壓機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng)的范圍

 

2018年11月6～8日，在德國(guó)斯圖加特舉行的Composites Europe 2018展會(huì)中，恩格爾(展位：9-B25)將展示其里程碑式的重大進(jìn)展

 

全自動(dòng)的一次注射工藝

 

采用恩格爾organomelt工藝，對(duì)熱塑性連續(xù)纖維增強(qiáng)半成品如熱塑性織物或UD帶的加工和功能化，將是恩格爾在今年展會(huì)的一個(gè)展出重點(diǎn)。這一世界上第一個(gè)大批量的應(yīng)用已在美國(guó)啟動(dòng)，Valeo Front End Modules為位于美國(guó)田納西州Smyrna的一家德國(guó)知名OEM生產(chǎn)集成有空氣導(dǎo)管的前端支架。

 

今年7月，該結(jié)構(gòu)部件憑借基于有機(jī)片材的創(chuàng)新生產(chǎn)及其卓越性能而獲得了美國(guó)塑料工程師學(xué)會(huì)(SPE)頒發(fā)的一項(xiàng)汽車大獎(jiǎng)。這些部件顯露出非常高的有機(jī)片材成分，從而顯著減輕了重量并提高了沖擊性能，此外，還能夠采用一種雙殼結(jié)構(gòu)將空氣導(dǎo)管直接集成到支架中。由恩格爾提供的這種全自動(dòng)化的大批量生產(chǎn)系統(tǒng)解決方案包括：

 

? 一臺(tái)鎖模力17000 kN的duo 1700注塑機(jī);

 

? 3臺(tái)easix關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于對(duì)多個(gè)金屬嵌件的制備以及對(duì)有機(jī)片材的操作;

 

? 一臺(tái) viper 90線性機(jī)械手;

 

? 一個(gè)規(guī)格 5的紅外加熱爐。

 

恩格爾作為一站式供應(yīng)商提供該生產(chǎn)單元的所有組成部分，并將它們組成一個(gè)系統(tǒng)的解決方案。

 

在一次注射加工中，兩個(gè)半殼在同一副模具中被同時(shí)生產(chǎn)出來(lái)。為此，兩個(gè)有機(jī)片材同時(shí)在紅外加熱爐中加熱，然后被埋入模具中，從而在同一副模具中通過(guò)注塑成型工藝成型并直接功能化。由Bond Laminates提供的Tepex dynalite有機(jī)片材是用聚丙烯基體樹(shù)脂浸漬的玻璃纖維，玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯材料還被用于包覆成型。通常，只有一致的熱塑性塑料方法，才有可能集成這種成型工藝并實(shí)現(xiàn)功能化，以及采用粘接的方式整合這種支架結(jié)構(gòu)和功能元件。“全自動(dòng)化的一次注射工藝，為滿足汽車行業(yè)所需的低單位成本要求而作出了重大貢獻(xiàn)。”位于奧地利Schwertberg恩格爾總部的復(fù)合材料技術(shù)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Christian Wolfsberger強(qiáng)調(diào)道。其他的好處是：對(duì)熱塑性聚合物的專業(yè)化應(yīng)用，使得開(kāi)發(fā)“令部件在使用壽命結(jié)束后返回到材料循環(huán)中”的回收策略變得更加簡(jiǎn)單。

 

用于UD帶的新的固結(jié)壓機(jī)

 

 

恩格爾organomelt 技術(shù)既適用于有機(jī)片材，也適用于采用熱塑性基體樹(shù)脂浸漬的單向(UD)玻璃纖維和(或)碳纖維增強(qiáng)帶材，這些帶材使得設(shè)計(jì)符合要求的半成品成為可能，并因此而能夠更好地利用部件的輕量化設(shè)計(jì)潛力。既可以僅用幾片帶材對(duì)這些部件進(jìn)行局部增強(qiáng)，也可以采用幾毫米厚的帶疊層生產(chǎn)出這些部件。為實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)的成本效益，這些疊層必須在注塑成型的循環(huán)過(guò)程中得到在線制備和固結(jié)。

 

作為系統(tǒng)供應(yīng)商，恩格爾單獨(dú)一家公司就能為從單獨(dú)的帶材到功能化的整個(gè)注塑成型過(guò)程提供集成的完全自動(dòng)化的解決方案。兩個(gè)用于生產(chǎn)坯料的系統(tǒng)，即一個(gè)采用光學(xué)圖像處理的拾取-擺放帶材鋪疊單元和一臺(tái)固結(jié)壓機(jī)，將首次在Composites Europe展會(huì)中展出。“憑借這項(xiàng)新的開(kāi)發(fā)，我們?cè)谧⑺艹尚脱h(huán)中成功地完成了對(duì)纖維增強(qiáng)熱塑性帶材疊層的固結(jié)。”恩格爾輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心負(fù)責(zé)人 Norbert Müller博士說(shuō)道，“固結(jié)壓機(jī)能夠被無(wú)縫地集成到整個(gè)工藝流程中，這顯著提高了訂制帶材解決方案的生產(chǎn)效率。”

 

恩格爾與其合作伙伴Fill 公司(奧地利Gurten)共同開(kāi)發(fā)的固結(jié)壓機(jī)可用于固結(jié)擁有成熟纖維取向和不同壁厚的纖維疊層，所有的工藝步驟都是自動(dòng)化的。該固結(jié)過(guò)程包括：將纖維疊層放入模具中、將閉合的模具送到熱壓機(jī)上、加熱、將模具送到冷壓機(jī)上、固結(jié)、冷卻以及再送回初始工作站，在此，打開(kāi)模具，取出固結(jié)好的半成品(坯料)，同時(shí)放入一個(gè)新的纖維疊層以重新開(kāi)始這一循環(huán)。

 

采用高分辨率攝像技術(shù)的帶材鋪疊單元

 

帶材鋪疊單元由恩格爾開(kāi)發(fā)。同樣，為獲得最短的循環(huán)時(shí)間，它采用了拾取-擺放的原理，這意味著可以在3s的時(shí)間間隔內(nèi)完成帶材的鋪放和疊層的點(diǎn)焊。由于疊層的質(zhì)量在很大程度上取決于帶材的定位精度，因此恩格爾為鋪疊單元配備了一種含高分辨率攝像技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)提供用于在鋪放過(guò)程中進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)的數(shù)據(jù)，以此保證最大的鋪放精度。采用光學(xué)圖像處理的拾取-擺放鋪疊技術(shù)提供了高度的使用靈活性，帶材可以擁有幾乎任意的寬度和輪廓。由于在鋪疊過(guò)程中疊層獲得了部件所需的形狀，因此固結(jié)后即可在注塑成型步驟中得到成型和功能化，而無(wú)需中間的修整過(guò)程。恩格爾已用這種解決方案來(lái)制造其自己的產(chǎn)品，e-pic機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)臂就由碳纖維增強(qiáng)帶制成。

 

所有面向未來(lái)的技術(shù)一目了然

 

 

面向?qū)r(jià)格非常敏感的汽車行業(yè)，憑借在注塑機(jī)制造和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化方面幾十年的經(jīng)驗(yàn)積累，恩格爾為開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)創(chuàng)新輕量化復(fù)合材料的高效生產(chǎn)工藝而具備了關(guān)鍵的成功因素。自2012年以來(lái)，恩格爾就開(kāi)始在其輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心，整合其自身的輕量化專業(yè)知識(shí)與其他公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)跨學(xué)科的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在此著眼于所有面向未來(lái)的復(fù)合材料技術(shù)，除了纖維增強(qiáng)熱塑性半成品的加工技術(shù)外，還包括HP-RTM、SMC和諸如原位聚合(T-RTM)之類的反應(yīng)工藝。

 

在Composites Europe展會(huì)中，恩格爾的輕量化結(jié)構(gòu)專家將展示廣泛的技術(shù)可能性并介紹當(dāng)前的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。