ENGEL 推出用于大批量生产轻质热塑性复合材料的 IR 机器人单元

ENGEL 的生产单元使用红外线加热并形成三个不同厚度的有机片材，并在同一注塑工艺阶段形成高质量的可见表面。

注塑机制造商和系统解决方案供应商恩格尔奥地利公司宣布，在 2019 年 K 展（德国杜塞尔多夫，10 月 16 日至 23 日）上，它将引入红外固化技术作为其制造单元的一部分，该技术采用热塑性塑料注射成型的复合材料包覆成型。

ENGEL 将使用有机熔炼工艺生产展示车门模块最新创新的演示零件。 ENGEL 的生产单元据说是世界上第一个使用红外辐射加热并形成三个不同厚度的有机片材，并在同一注塑工艺阶段形成高质量可见表面的生产单元。该系统将配备三台同时运行的ENGEL easix关节机器人。

“热塑性复合材料在汽车行业的轻量化方面变得越来越重要，”恩格尔轻质复合材料技术中心负责人 Norbert Müller 博士说。

这有两个主要原因。首先，一致的热塑性方法可以有效地整合纤维增强预浸料的成型和功能化，从而降低单位成本。其次，仅使用热塑性聚合物可以更容易地制定回收策略。

“在使用寿命结束时将复合材料部件返回到材料循环是电动汽车领域持续发展的优先事项之一，”Müller 指出。 “热塑性解决方案现在正成为一种越来越常用的方法，即使在飞机制造中也是如此。”

ENGEL 对可持续运输需求的回答是有机熔体。在有机熔体工艺中，具有热塑性基体（如有机片材和带材）的纤维增强预浸料被加热，插入模具中，在那里成型并直接用热塑性塑料包覆成型。该工艺已用于大批量制造，ENGEL Organomelt 用于前端载体等物品的全自动生产。

随着该工艺的进一步发展，ENGEL 正与其客户和合作伙伴就设计具有目标载荷分布的复合材料部件的生产方面进行合作。

“未来，每个组件将结合几种不同的预浸料，以根据相关组件的形状以及组件内部各个区域的不同应力来定制轻量化结构特性，”Müller 解释说。 “K 展上的生产单元将清楚地展示出这种巨大的潜力。”

成型工艺是与汽车供应商博泽（德国科堡）合作开发的。 ENGEL 表示，该生产单元是目前世界上唯一可以在涉及集成红外烤箱的全自动过程中同时加工厚度在 0.6 毫米到 2.5 毫米之间三种不同形状的有机片材的系统。由于根据载荷分布有针对性地选择有机板，因此可以处理各个组件区域上的不同应力——博泽通过各种模拟过程帮助确保了这一结果。例如，将在 K 展上生产的演示部件的窗框区域比门内侧更坚固。

由于根据载荷分布有针对性地选择有机板材，因此可以处理各个部件区域上的不同应力。

来源 |恩格尔

超紧凑型红外烤箱集成

加工有机片材的挑战之一是预浸料的加热。它们加热和冷却所需的时间取决于它们的厚度。在不损坏材料的情况下快速加热材料很重要，因为为加热的预浸料快速而直接地过渡到模具。 ENGEL 的有机熔体生产单元基于 duo 3660/800 注塑机，因此包括两个集成的红外烤箱。合模单元正上方有一个立式红外烤箱，用于加热仅 0.6 毫米厚的有机片材。这样，薄的有机片材可以快速到达模具，确保它尚未冷却而无法成型。两个较厚的有机片材（1 毫米和 2.5 毫米）将使用位于移动压板上方基座上的标准水平 IR 烘箱。这种布置缩短了烤箱和模具之间的距离，并节省了空间，因为烤箱不需要单独的地面空间。两款 IR 烤箱均由 ENGEL 内部开发和制造。这些和三个 easix 机器人与 IMM 的 CC300 控制单元完全集成，可以通过机器的显示屏进行集中控制。

所有三个有机片材同时加热。然后可以使用三个 easix 机器人中的两个来处理有机片材。它们并排位于合模单元上方。第一个机器人负责处理两个较厚的有机片材，而第二个机器人则负责处理最薄的片材。在整个加热过程中，它将有机片材保持在垂直辐射场的前面，以便在设定的加热期结束后将其放入模具中。第三个机器人位于合模单元旁边。它的工作是移除模制部件，同时将三个有机片材之一移入模具进行注塑成型。

从中国原材料生产商金发（中国上海）获得的有机板材由玻璃纤维制成，并使用聚丙烯作为其基质材料。当由 Georg Kaufmann Formenbau（瑞士雷梅茨维尔）建造的模具闭合时，有机片材就形成了。紧接着，它们在同一个模具中用玻璃纤维增​​强聚丙烯包覆成型。部件背面为加强筋，可见侧为仿皮纹。

“当直接对有机板材进行二次成型时，我们可以获得出色的粒面皮革外观，这在以前对于有机板材来说是不可能的，”Müller 说。 “在这方面，我们正在为未来使用有机熔体工艺生产大型结构热塑性门结构奠定基础。”

自动化起着关键作用

ENGEL 在其轻质复合材料技术中心开发的生产解决方案因其高效率和成本效益而与众不同——这两者都是大批量生产应用的基本要求。

“恩格尔在自动化方面的丰富专业知识发挥了重要作用，”恩格尔自动化和复合系统部门副总裁 Walter Aumayr 说。

三台 ENGEL easix 多关节机器人同时运行，ENGEL 展台上的有机熔体单元将提供集成复合材料加工的最先进示例，并且是 ENGEL 在展会上展示过的最复杂的生产单元贸易展。

“我们整合的流程阶段越多，生产单元包含的单个系统越多，整个流程就变得越复杂，”Aumayr 说。 “因此，作为系统解决方案供应商，ENGEL 确保在整个单元中有一致的操作逻辑和关节数据管理，从而使关节机器人的使用变得更加容易。 easix 机器人可以由在车间参与注塑成型的工人相对简单地操作。”

ENGEL 系统的一个特殊方面是红外烤箱也完全集成到 CC300 控制单元中，确保整个过程具有统一的操作逻辑。此外，由于成型机、机器人和外围单元都访问 ENGEL 系统解决方案中的同一个数据库，因此错误风险降低并提高了效率。 easix 多关节机器人无需任何额外硬件，即可将其运动与模具中的运动（例如抽芯或顶出器的运动）同步。

“因此，我们可以减少周期时间和资本支出，尤其是在涉及大型系统时，”Aumayr 说。