Arburg: Procesy vstřikování pro efektivní výrobu lehkých dílů

  • 10.04.2019
  • Výrobky z plastů a gumy podle průmyslu
Arburg: Procesy vstřikování pro efektivní výrobu lehkých dílů

Pro výrobu lehkých plastových součástí je k dispozici několik inovativních procesů vstřikování. Potenciál lehké konstrukce může být plně využit prostřednictvím interakce návrhu orientovaného na proces, přizpůsobené technologie forem a optimalizovaného řízení procesu. Odborníci společnosti Arburg poskytují poradenství v oblasti uplatnění technologie a zajišťují bezproblémový zkušební provoz i podrobnou dokumentaci.

Procesy lehkých konstrukcí vyvinuté výrobcem strojů Arburg zahrnují techniku fyzikálního napěňování Profoam a Fiber Direct Compounding (FDC), stejně jako funkcionalizaci termoplastických kompozitů. Kromě samotného procesu lze dosáhnout dobrých výsledků pouze v případě, že je zvolen správný materiál a k dispozici je koordinovaný návrh dílů a odborné znalosti procesů.

Fyzikální napěňování

Díky mikrobuněčným strukturám zajišťuje proces fyzikálního napěňování podstatně nižší hustotu součástí. S tím spojený pokles hmotnosti závisí na materiálu a chování při nukleaci. Ve srovnání s konvenčními kompaktními vstřikovanými díly jsou pěnové součásti lehčí, mají méně propadlin a vykazují nižší úroveň deformace a vnitřního pnutí. V důsledku nižší viskozity taveniny je často možné použít menší uzavírací sílu formy, snížit dotlakovú fázi a zkrátit doby cyklů. V některých případech může být kvalita povrchu zlepšena dynamicky řízenou teplotou během procesu. V oblasti fyzikálního napěňování nabízí společnost Arburg procesy Profoam a Mucell.

Napěňování procesem Profoam

Díky procesu Profoam lze na běžných vstřikovacích strojích s nevelkým přídavným technickým vybavením generovat směs polymerní taveniny a procesního plynu potřebného k napěnění. Takto je na jednom stroji možné pěnové i kompaktní vstřikování. To umožňuje optimální využití a hospodárnost. V případě procesu Profoam se používá šnek se standardní geometrií, což znamená, že materiály vyztužené dlouhými vlákny mohou být také zpracovávány touto technikou napěnění. Patentovaná komora pro granulát zajišťuje kontinuální přísun materiálu a napěňovacího plynu.

ARBURG 

Pro proces Profoam lze využít běžné vstřikovací stroje Allrounder s nevelkým přídavným technickým vybavením. Společnost Arburg nabízí pětilitrovou komoru pro granulát pro použití na vstřikovacích jednotkách velikosti 1300 až 4600.

 

 

Typickou oblastí použití pro proces fyzikálního napěňování Profoam jsou žebrované konstrukční prvky bezpohledových povrchů. V porovnání s kompaktním vstřikováním lze výrazně omezit propadliny a deformace. Příkladem jsou 180gramové kryty záložních akumulátorů vyráběné na hybridním stroji Allrounder 630 H s uzavírací silou 2 500 kN, vybaveným 5litrovou komorou pro granulát. Díl vyztužený skleněnými vlákny je o 30% lehčí a s menším deformacemi.

Příklad strukturovaného krytu vyrobeného z PC (GF) pro interiér vozidla ukazuje, jak může být vysoce lesklý povrch vyroben prostřednictvím dynamické regulace teploty formy navzdory použité technologii napěňování. Hydraulický stroj Allrounder 630 S vyrábí pohledový díl speciálně navržený pro napěňování. Tloušťka stěny byla snížena z 2,5 na 1,8 mm. Strukturovaný kryt se svými 190 gramy je přibližně o 30 procent lehčí než srovnatelný kompaktní díl. To s sebou přináší i výrazné úspory, pokud jde o použitý materiál.

Fibre Direct Compounding

Fibre Direct Compounding (FDC) je cenově výhodná alternativa ke zpracování kompozitů plněných vlákny. Délka vláken, obsah vláken a kombinace materiálů mohou být individuálně upraveny tak, aby cíleně ovlivňovaly vlastnosti dílů. Jednotka FDC na vstřikovací jednotce zahrnuje boční podavač s integrovaným řezacím zařízením, přizpůsobený válec a speciální geometrii šneku. Kontinuální vlákna z levné skleněné příze jsou nařezána na požadovanou délku před přidáním přímo do tekuté taveniny. V praxi se osvědčily délky vláken 5,6 až 33,6 milimetru.

Příkladem velkoobjemové aplikace jsou pouzdra pohonů lanek pro elektricky ovládaná okna ve dveřích vozidel. Proces FDC zde může využít svůj potenciál pro snížení nákladů a hmotnosti tvářených dílů. Dva hydraulické vstřikovací stroje vyrábějí čtyři tyto součásti ze standardního granulátu (PP) s 30 procenty dlouhých skleněných vláken za dobu cyklu přibližně 32 sekund. V tomto případě je skleněná příze řezána na délku 11,2 milimetru. Tyto díly mají podobnou odolnost proti nárazu, pevnost a tuhost jako podobná pouzdra vyrobená z PBT a jsou až o 30 procent lehčí.

ARBURG 

Fibre direct compounding (FDC) bylo použito pro velkoobjemovou výrobu pouzder pohonů lanek (vpravo, společnost Ros). Homogenní rozložení dlouhých skleněných vláken v součásti (vlevo) je viditelné po spálení.

 

 

Kombinace FDC s kompozitními deskami

Výhody vícemateriálového návrhu jsou využívány v kombinaci procesu FDC s termoplastickými kompozitními deskami. Přetvářením termoplastických kompozitních desek lze vyrobit kompozitní díly s přídavnými výztužemi nebo funkcemi. Existuje mnoho možností pro automatizaci tohoto procesu. Dobře vybavená oddělení výrobců strojů na klíč mají k dispozici velký výběr strojů a robotických systémů.

Systém na klíč od společnosti Arburg byl navržený na obsluhu šestiosím robotem. Termoplastické kompozitní desky se zahřívají přímo v chapadle, poté se otočí do polohy před infračerveným sálavým ohřívačem, dokud nedojde k dosažení definované teploty tváření, než se konečně vloží do formy. Konstrukční díly připravené k montáži mohou být vyráběny ve velkých objemech v časech cyklů, které jsou běžné pro vstřikování.

Souhrn

Lehká konstrukce je požadavek z mnoha průmyslových odvětví. Hlavní impuls jasně přichází z automobilového průmyslu z důvodu tlaku na cenu a hmotnost (klíčové slovo; e-mobilita). Jednou z klíčových úloh výrobců strojů je vyvíjet inovativní procesy a strojní technologii podle požadavků zákazníka a poskytovat podporu při velkoobjemové výrobě. Cílem je snižování hmotnosti dílů při zachování stejných nebo lepších mechanických vlastností součásti, a v konečném důsledku tedy zvýšení kvality dílů. Navíc inovativní procesy lehkých konstrukcí často snižují výrobní náklady a šetří zdroje.

  • autor:
  • ARBURG spol. s r.o.


Mohlo by vás také zajímat