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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化的ReactPro系統(tǒng)亮相，現(xiàn)場生產(chǎn)帶聚氨酯表面的發(fā)動機蓋，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器。“ReactPro方案的設計概念是，基于伊之密標準注塑機，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、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用項目經(jīng)理Benjamin Wessling補充說：“如果您已經(jīng)在使用伊之密注塑機，并且希望在一個新項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上。只需幾步，我們就可以使標準注塑機生產(chǎn)聚氨酯零部件。”Benjamin Wessling總結(jié)了以下差異：“大型、復雜且昂貴的聚氨酯專用機器只能處理一種工藝，而我們的方案將標準的注塑機與已適應該工藝的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器人轉(zhuǎn)移到一個PUR模具中。”與采用旋轉(zhuǎn)裝置的傳統(tǒng)模具技術(shù)相比，InPUR模具設計具有眾多優(yōu)勢：除了直接節(jié)省成本外，還減少了占地面積，而且緊湊的模具設計允許使用小型號的注塑機。
注塑周期中完成PUR包覆
新的模具設計在生產(chǎn)周期方面也很成功。在傳統(tǒng)模具設計中，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。在下一個循環(huán)中，基體用聚氨酯包覆成型，同時在注塑模具中生產(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時間是相關的，因為聚氨酯的較長固化時間可能成為其限制因素。各種應用示例和現(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行)表明，情況不一定要如此。如果固化時間是某些應用的限制因素，那么現(xiàn)場展示的帶有兩個PUR模具的模具概念則是理想的解決方案。在該模具設計，兩個PU模具交替工作。Kaufmann 解釋說：“這意味著我們還可以在注塑機的生產(chǎn)周期內(nèi)處理反應時間長的PUR材料。”
此外，通過該模具設計，PUR材料只會覆蓋所需的部件區(qū)域，因此無需對其進行進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、聚氨酯系統(tǒng)和模具技術(shù)領域的能力，而且自動化和各種材料也起著至關重要的作用。伊之密和Frimo選擇SAR作為自動化設備合作伙伴，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，并強調(diào)：“選擇正確的熱塑性塑料時，必須嚴格以確保材料變形最小，因為該工藝僅允許較小的公差;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)過程中的時機也很重要，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今使用PUR的生產(chǎn)：“當前的一個令人關注的話題是通過在零件上噴涂聚氨酯材料來對零件進行表面處理，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計以及功能和光的結(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，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)小時內(nèi)就會消失。”
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)動機蓋上打印了一層增強結(jié)構(gòu);材料是碳纖維增強聚酰胺Akromid B3 ICF 30 9 AM黑色(7451)顆粒。根據(jù)Thilo Stier的說法，“因為碳纖維優(yōu)先在應用方向上對齊，所以這里可具有極高的強度。”
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域都具有競爭力。除了注塑機外，聚氨酯材料供應商、增材制造和自動化、模具技術(shù)以及相應的材料也各自起著決定性的作用。“伊之密和來自不同領域的技術(shù)合作伙伴以一種智能的、模塊化的方式將不同的技術(shù)組合到一個集成的工藝中。只有在所有領域都進行了完美協(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用項目經(jīng)理Benjamin Wessling總結(jié)道。
