提升復合材料部件生產的效率


    復合材料因其在強度及輕量化方面的優勢受到許多汽車制造商的青睞,被逐漸應用到汽車的各個部件上。但是,這種材料目前面臨的大挑戰是成本高且生產效率低,無法滿足汽車大批量高節奏的生產方式。的塑料設備制造商――奧地利恩格爾公司一直積極開發相應技術和生產解決方案,致力于將推進復合材料在汽車行業中的應用。

    “輕量化制造和注塑成型是滿足交通運輸行業嚴苛要求不可或缺的兩項技術,”恩格爾奧地利公司輕量化復合材料技術中心總監Peter Egger說道?!昂娇罩圃鞛槲覀冎赋隽朔较颍俏覀儾⒉荒軐⒃谶@個行業中的生產流程原封不動地借鑒到汽車行業,因為后者的產量非常大?!彼J為重要的是材料、設計及制造工藝等各個領域的供應商需要通力協作,來解決復合材料面臨的問題。 


  
    在2013年10月在德國杜塞爾多夫舉行的K展上,恩格爾展示了一系列有關復合材料制造的技術。比如,具有幾何優化和抗壓性能的復合制動踏板的一次性生產過程。恩格爾在這里使用的organomelt工藝包括被加熱的復合面料,預成型的聚酰胺包覆成型。高自動化系統生產的預安裝部件不需要任何額外的切割,這意味著organomelt達到了前所未有的生產水平,而傳統的金屬制動踏板并不能做到一次性完工。得益于新材料的替代,組件重量也減少了大約30%,同時并不消減承載能力。

    在此次展會上,恩格爾展還示了一個非常緊湊且高自動化的生產單元。該單元是專門針對制動踏板的生產開發而優化設計的,包含一臺立式ENGEL insert 200注塑機,配備了ENGEL easix多軸機械手及帶有往返系統的紅外加熱爐。之所以選擇立式注塑機,是因為嵌件是按豎直的方向嵌入的,這樣在很多情況下都更容易操作和固定。

    紅外加熱爐也是恩格爾公司自己研發的,在復合材料織物加熱方面非常具有非常高的精度,所需時間也進行了優化,尤其適合厚壁織物的加熱,比如用于制動踏板生產的纖維織物。加熱爐和ENGEL easix多軸機械手都完全整合到注塑機的控制單元中。這樣,整個制造單元的所有系統都可以共享相同的數據庫,這不僅保證了加工的可靠性,還進一步縮短了加工時間。注塑機和周邊設備都按程序自動有條不紊地協同工作,這也減少了等待的時間。

    此外,在此次展會上,恩格爾還展示了在高壓樹脂轉移模塑(HP-RTM)方面的解決方案,在現場用ENGEL v-duo注塑機演示了KTM X-Box跑車的蓋銷扣的生產。高度自動化大大提高了部件的生產效率。這款設備于2012年年中推向市場,但是這并不是一款全新的設備。早在2011年初,恩格爾就在其合作伙伴的技術中心安裝了臺設備,用于產品的研發。不過,此次是恩格爾次在展會上公開展示這款產品。 
 


    這款設備專門為纖維復合材料開發,但是具有非常高的靈活性,適用于所有高型腔壓力注塑生產,比如用于傳統注塑成型。這款設備具有較高的穩定性和出色的模板平行度。該機器采用了帶有節能伺服驅動泵的液壓動力系統,其中較大型機器主要用于加工連續纖維增強復合材料,以使加載的增強織物以及有機的片材和帶材更易于成型。

    為了推進創新材料在汽車領域的發展,恩格爾于2012年啟用了位于奧地利St. Valentin工廠的技術中心。目前該中心有15名員工針對輕量化復合材料進行開發、應用技術及項目的管理。目前,該中心的研發重點是熱塑性塑料半成品(熱塑性復合材料織物和浸漬帶)以及采用熱固性及熱塑性系統的技術,比如HP-RTM和原位聚合。