高效复合材料加工的集成解决方案
奥地利/Schwertberg –2018 年 3 月
电动汽车在中国蓬勃发展，伴随而来的是创新型轻质结构技术。在 4 月 24 日至 27 日的上海 Chinaplas 2018 国际橡塑展上，ENGEL 将通过自己的专家角首次在中国展示其复合材料技术。这家总部位于奥地利的注塑机制造商和系统解决方案供应商从单一来源提供量身定制的制造单元，用以高效和高性价比地批量生产纤维复合材料部件。
凭借其创建于 2012 年的轻质结构复合材料技术中心，ENGEL 在轻质结构方面成为国际汽车行业的首选合作伙伴之一。在这里，ENGEL 与其他企业和大学一起，共同开发用于批量生产纤维增强复合材料轻质结构高性价比的新型工艺。ENGEL 多年的注塑工艺经验和高自动化能力是两个关键的成功因素。ENGEL 已与其合作合伴共同筑起了几座在国际上具有重要意义的里程碑。
一些新工艺目前已达到量产成熟度，并且在越来越多的客户项目中得以实现。为了更好的满足日益增长的需求，这家注塑机制造商在去年秋天创立了 ENGEL 复合材料系统，负责复合材料设备的项目规划和项目管理。轻质结构复合材料技术中心现在得以更加专注于研究和开发。“通过新型结构，我们能够确保未来涵盖广泛的技术范畴，”ENGEL 复合材料系统负责人 Matthias Mayr 强调。
与ENGEL合作，即使在有多个公司参与工艺技术开发的情况下，复合材料部件制造商也会有一个从项目开始到售后的中心联络点。“我们从单一来源提供交钥匙解决方案，并支持客户根据其个性化需求调整技术，”奥地利 ENGEL 复合材料技术业务发展经理 Christian Wolfsberger 说。“对客户而言，这大大简化了项目管理。在上海驻地，ENGEL 最近进一步强化了其应用技术和自动化中心的人员配置。因而在亚洲，我们拥有处理复杂复合材料项目的资源和专业知识。”Christian Wolfsberger 将与恩格尔机械 （上海） 有限公司的轻质结构专家一起在 Chinaplas 国际橡塑展上和展会参观者进行讨论。
汽车、电子和技术注塑领域的创新技术
在复合材料轻质结构领域，ENGEL 研究所有面向未来的技术，从 HP-RTM 和 SMC、半成品热塑性复合材料加工（如热塑性织物及胶带）到反应性技术，如原位聚合反应 (T-RTM)。在四天展会期间，ENGEL 专家将通过样品和视频展示创新技术和当前项目。 例如，新的工艺方法不仅为汽车行业开辟了新的机遇，而且也为电子行业和技术注塑等领域的应用开创了崭新的契机。
organomelt 在汽车行业的量产
organomelt 是一个全自动化工艺的名称， 用于加工热塑性连续纤维增强半成品， 即所谓的有机板材，该工艺将于 Chinaplas 2018 国际橡塑展迎来在汽车行业的量产。2017 年，ENGEL 为两家知名零部件供应商提供了集成制造单元。 对汽车制造商而言， 热塑性基体材料是该项技术的主要引人之处。一方面，热塑性方法能够在同一工作步骤中实现注塑模具内关键支撑结构的功能性粘合，另一方面，它简化了回收方案的开发，以便在组件使用周期结束时使其返回物质循环。
通过 organomelt 生产的纤维复合材料部件， 即使在安全相关领域也能够替代钢材。 刹车板就是其中一个例子。在 Chinaplas 国际橡塑展期间，ENGEL 将借助平板电脑外壳来展示即使在超薄壁技术中也能达到很高的稳定性。开发合作伙伴 ENGEL、Bond-Laminates（德国 Brilon）和 Leonhard Kurz（德国 Fürth）成功实现了仅 0.6mm 的壁厚， 并将这种超薄壁技术与最高生产效率相结合。 为了在一个工作步骤中对有机板材进行变形、注塑封装和高品质装饰，制造单元将 organomelt 工艺与 IMD（模内装饰）相结合。与传统的外壳部件多阶段生产相比，由于集成 organomelt 工艺取消了几个工作步骤， 从而减少了所需的时间、生产成本和碳足迹。 制造单元包括一台带有卷对卷 IMD 单元的立式 ENGEL insert 注塑机、一台 ENGEL easix 关节臂机械手以及一个同样由 ENGEL 开发和生产的红外线炉。
在注塑机的 CC300 控制面板上可以轻松而清楚的控制整个工艺过程。 集成解决方案的另一个优点是注塑机、机械手和红外线炉可自动相互协调其工作流程，从而提高整体效率。
原位聚合反应结合了反应性加工和注塑成型
在加强热塑性基体材料的使用方面，ENGEL 也是反应加工领域的先驱之一。 在视频中， ENGEL 展示了一个接近量产的制造单元，它将 ε-己内酰胺 (T-RTM) 的原位聚合反应与随后在 ENGEL v-duo 注塑机上注塑模具内的关键支撑结构进行功能性相结合。ENGEL 及其合作伙伴，包括 Sch?fer（奥地利 Schwertberg），共同设计了工具铲制造单元，代表了广泛的应用范畴。
v-duo 的锁模单元配备有一个滑动工作台， 两半模具位于其上。 预成型的干燥增强织物放置在第一腔体内，并渗透了反应基体。为此将固体的 ε?己内酰胺熔化。由于粘度低，干燥纤维可以很好的润湿，从而在聚合反应中与聚酰胺 6 形成高韧性复合物。由于反应加工发生在聚合物熔化温度以下，复合半成品可以在生产后立即转移到第二腔体，以便直接喷注短玻纤增强 PA 6 的加强筋和轮廓。 聚合反应和注塑是平行发生的，ENGEL viper 双机械手承担了转移半成品以及处理纤维预制件和成品零件的工作。
通过 v-duo，ENGEL 针对纤维复合材料应用以及使用纤维预制件的多组分工艺开发了 一个紧凑型节能注塑机系列，实现经济高效的解决方案。它的垂直锁模单元可以从周围四边自由进出，简化了工艺的自动化。特别是在加工形状不稳定的纤维半成品时，往往证明了在重力方向上工作的优势。
自动化 HP-RTM 工艺中的复杂空心部件
KTM Technologies（奥地利 Salzburg）、Hennecke（德国 St. Augustin）和 ENGEL 等共八个项目合作伙伴为 KTM CAVUS 技术的产业化迈出了决定性的一步，这使得在自动化 HP-RTM 工艺中大批量生产复杂的纤维复合材料空心部件成为可能。 为了证明新的可能性， 这些项目合作伙伴开发了一个制造单元，用于制造 KTM Superduke 1290R 车牌架。
生产的起点是一个专门为此应用而开发的由沙子和水溶性添加剂组成的砂芯，用于制造碳纤维预制件。凭借这个全自动化的工艺步骤，可以在材料吞吐量很高的情况下非常准确地形成复杂的几何形状。这时预制件已经具有成品部件的最终轮廓。针对 HP-RTM 工艺， 预制件将自动插入到 ENGEL elast 注塑机的模具中。Hennecke 的 STREAMLINE 技术使原材料系统的注入精确而迅捷，在数秒钟内完成。整个固化过程仅持续 125 秒。 机械手从模具中取出部件后，将用水冲洗砂芯。
到目前为止，车牌架是完全注塑而成，注塑量为 765 克。在基于 CAVUS 技术的复合材料结构中，车牌架重量仅为 265 克，相当于减轻了 62% 的重量。 此外， 空心设计还提供了结构上的优势。转向灯和牌照灯的电缆可以固定在内部，得到很好的保护。
ENGEL 在 Chinaplas 2018 国际橡塑展的展位：5.1 馆，E71 展位
极坚极薄：准备安装的平板电脑外壳壁厚为 0.6mm，由 ENGEL insert 注塑机预制。 （图片来源：ENGEL）
凭借用于加热纤维增强半成品的红外线炉，ENGEL 通过自行开发和制造扩展了其外围设备系统的范畴。该红外线炉有五种尺寸和特殊版本可供选择，以最佳地满足消费电子和汽车行业的需求。（图片来源：ENGEL）
ε-己内酰胺的原位聚合反应为用热塑性基体生产纤维增强塑料部件提供了新的机会， 这不仅仅适用于汽车行业。（图片来源：ENGEL）
通过 v-duo 系列，ENGEL 针对纤维复合材料应用开发了一款紧凑型节能注塑机， 使经济高效的制造单元成为可能。（图片来源：ENGEL）
在复合材料结构中，摩托车车牌架比完全注塑的版本减轻了 62% 的重量。KTM 的 CAVUS 技术使得在自动化 HP-RTM 工艺中大批量生产复杂的空心部件成为可能。（图片来源：Hennecke）
ENGEL AUSTRIA GmbH
ENGEL 是塑料机械设备制造领域内的主要制造商之一。目前，ENGEL 集团提供所有用于塑料加工的技术模块都源自自主品牌：用于热塑性塑料和弹性体的注塑机和自动化系统，包括极具竞争力并已在市场上获得成功的单个部件。ENGEL 在欧洲、 北美和亚洲 （中国、韩国） 拥有九个生产工厂，还有遍布 85 个多国家的子公司和代表处，ENGEL 因此可在全球范围内为自己的用户提供强有力的支持，通过新技术和最现代化的生产设备使他们提升竞争力并获得成功。
