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重新思考注塑成型與聚氨酯包覆成型的組合工藝
在不久前舉辦的Frimo技術(shù)開放日上 (Frimo Innovation Day)，伊之密展示了如何將注塑成型與聚氨酯包覆成型的工藝巧妙地結(jié)合在一起。
伊之密與合作伙伴Frimo提供的ReactPro方案，將注射成型與聚氨酯(PUR)包覆工藝結(jié)合在一起，更簡單、更模塊化、更靈活、更具成本效益。在Frimo總部舉行的聯(lián)合技術(shù)開放日上，第一套高度集成和自動(dòng)化的ReactPro系統(tǒng)亮相，現(xiàn)場生產(chǎn)帶聚氨酯表面的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋，吸引了不少感興趣的專業(yè)觀眾。
PUR包覆成型取代涂漆
PUR包覆和注塑成型的組合工藝，替代了后續(xù)的熱塑性部件噴涂步驟。這種組合工藝將注塑成型的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與聚氨酯的高品質(zhì)觸感和外觀完美結(jié)合。以此方式，可以在單個(gè)生產(chǎn)步驟中快速且低成本地生產(chǎn)高質(zhì)量外觀的組件，而無需任何返工。
智能組合工藝
Frimo大客戶經(jīng)理Jürgen Mauss認(rèn)為，PUR包覆和注塑成型的組合工藝雖然不是新方案，但到目前為止，市場上僅有要求較高投資且不能改裝用于其他用途的特殊機(jī)器。“ReactPro方案的設(shè)計(jì)概念是，基于伊之密標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)，連接Frimo 的PUR系統(tǒng)。此模塊化系統(tǒng)也可以分離，然后注塑機(jī)、PUR系統(tǒng)可以用于其他注塑生產(chǎn)。”Mauss在Frimo技術(shù)開放日上解釋道。
德國伊之密高分子材料應(yīng)用項(xiàng)目經(jīng)理Benjamin Wessling補(bǔ)充說：“如果您已經(jīng)在使用伊之密注塑機(jī)，并且希望在一個(gè)新項(xiàng)目中用聚氨酯填充熱塑性部件，只需向我們的合作伙伴Frimo購買合適的PUR系統(tǒng)。聚氨酯模塊可以輕松地連接到注塑機(jī)上。只需幾步，我們就可以使標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)生產(chǎn)聚氨酯零部件。”Benjamin Wessling總結(jié)了以下差異：“大型、復(fù)雜且昂貴的聚氨酯專用機(jī)器只能處理一種工藝，而我們的方案將標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)與已適應(yīng)該工藝的PUR系統(tǒng)巧妙地組合在一起，是智能的一體化解決方案”。
無需旋轉(zhuǎn)裝置的模具
模具技術(shù)在ReactPro方案中起著重要作用。伊之密與長期技術(shù)合作伙伴GK Concept共同開發(fā)了這套用于注塑成型與聚氨酯包覆成型組合技術(shù)的模具技術(shù)。GK Concept首席執(zhí)行官Roger Kaufmann解釋說：“新的InPUR模具無需旋轉(zhuǎn)單元即可工作。我們將兩個(gè)PUR模具直接放置在注塑模具旁邊。然后，第一件注塑成型的熱塑性塑料基體被機(jī)器人轉(zhuǎn)移到一個(gè)PUR模具中。”與采用旋轉(zhuǎn)裝置的傳統(tǒng)模具技術(shù)相比，InPUR模具設(shè)計(jì)具有眾多優(yōu)勢：除了直接節(jié)省成本外，還減少了占地面積，而且緊湊的模具設(shè)計(jì)允許使用小型號(hào)的注塑機(jī)。
注塑周期中完成PUR包覆
新的模具設(shè)計(jì)在生產(chǎn)周期方面也很成功。在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)中，首先，注入熱塑性塑料基體，旋轉(zhuǎn)裝置將基體帶入聚氨酯模具中。在下一個(gè)循環(huán)中，基體用聚氨酯包覆成型，同時(shí)在注塑模具中生產(chǎn)新的熱塑性基體。熱塑性基體的成型周期和聚氨酯涂層的反應(yīng)時(shí)間是相關(guān)的，因?yàn)榫郯滨サ妮^長固化時(shí)間可能成為其限制因素。各種應(yīng)用示例和現(xiàn)場演示的組件生產(chǎn)(其中聚氨酯步驟與注塑成型同步進(jìn)行)表明，情況不一定要如此。如果固化時(shí)間是某些應(yīng)用的限制因素，那么現(xiàn)場展示的帶有兩個(gè)PUR模具的模具概念則是理想的解決方案。在該模具設(shè)計(jì)，兩個(gè)PU模具交替工作。Kaufmann 解釋說：“這意味著我們還可以在注塑機(jī)的生產(chǎn)周期內(nèi)處理反應(yīng)時(shí)間長的PUR材料。”
此外，通過該模具設(shè)計(jì)，PUR材料只會(huì)覆蓋所需的部件區(qū)域，因此無需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的后序加工處理。
多組分塑料概念
該組合工藝不僅需要在注塑機(jī)、聚氨酯系統(tǒng)和模具技術(shù)領(lǐng)域的能力，而且自動(dòng)化和各種材料也起著至關(guān)重要的作用。伊之密和Frimo選擇SAR作為自動(dòng)化設(shè)備合作伙伴，聚酰胺專家Akro-Plastic 公司和PUR專家Rühl Puromer公司作為原材料合作伙伴。Akro-Plastic公司銷售和創(chuàng)新總監(jiān)Thilo Stier強(qiáng)調(diào)：“只有在所有原材料相互匹配的情況下，才能創(chuàng)造出完美的產(chǎn)品，并強(qiáng)調(diào)：“選擇正確的熱塑性塑料時(shí)，必須嚴(yán)格以確保材料變形最小，因?yàn)樵摴に噧H允許較小的公差;此外，還必須找到一種能很好地粘合到聚氨酯上的材料。生產(chǎn)過程中的時(shí)機(jī)也很重要，因此非晶聚酰胺比結(jié)晶聚酰胺的粘合性更好。”
經(jīng)過不同配方的測試后，伊之密最終選擇了Akro-Plastic的20%玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺Akromid B3 GF20 2 RM-DNaturl(4164)。在PUR方面，使用了來自Rühl的Puroclear。Rühl Puromer董事總經(jīng)理Ingo Kleba博士向來訪Frimo技術(shù)開放日的參觀者介紹了當(dāng)今使用PUR的生產(chǎn)：“當(dāng)前的一個(gè)令人關(guān)注的話題是通過在零件上噴涂聚氨酯材料來對(duì)零件進(jìn)行表面處理，既可以做成透明效果，也可以做成彩色的效果;此外，箔片幾乎可以無限變化的設(shè)計(jì)以及功能和光的結(jié)合，光澤度，日常使用的適用性和表面的耐刮擦性越來越好。”他解釋說，“PUR包覆工藝效率的決定性因素，尤其是與注塑成型工藝結(jié)合使用時(shí)，是現(xiàn)代Puroclear系統(tǒng)出色的自分離性，這使得無需使用其他常見的外部脫模劑或特殊的模具涂料，”他繼續(xù)說道。他尤其為具有自修復(fù)特性的PUR配方感到驕傲：“如果制品表面出現(xiàn)劃痕，在室溫下數(shù)小時(shí)內(nèi)就會(huì)消失。”
集成增材制造工藝
增材制造工藝也可以無縫集成到該生產(chǎn)過程中。在Frimo技術(shù)開放日，增材制造單元使用FLM工藝在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上打印了一層增強(qiáng)結(jié)構(gòu);材料是碳纖維增強(qiáng)聚酰胺Akromid B3 ICF 30 9 AM黑色(7451)顆粒。根據(jù)Thilo Stier的說法，“因?yàn)樘祭w維優(yōu)先在應(yīng)用方向上對(duì)齊，所以這里可具有極高的強(qiáng)度。”
總而言之，在Frimo技術(shù)中心展示的這套方案表明：注塑成型與聚氨酯包覆成型的組合工藝要求在不同的領(lǐng)域都具有競爭力。除了注塑機(jī)外，聚氨酯材料供應(yīng)商、增材制造和自動(dòng)化、模具技術(shù)以及相應(yīng)的材料也各自起著決定性的作用。“伊之密和來自不同領(lǐng)域的技術(shù)合作伙伴以一種智能的、模塊化的方式將不同的技術(shù)組合到一個(gè)集成的工藝中。只有在所有領(lǐng)域都進(jìn)行了完美協(xié)調(diào)的情況下，才能打造出完美的產(chǎn)品。”德國伊之密高分子材料應(yīng)用項(xiàng)目經(jīng)理Benjamin Wessling總結(jié)道。
