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輕量化與可持續(xù)性：熱塑性復(fù)合材料部件的高效生產(chǎn)
將于2020年3月3～5日在法國(guó)巴黎舉行的JEC World 2020展會(huì)，將展示沿復(fù)合材料行業(yè)整個(gè)價(jià)值增值鏈的技術(shù)，其中一個(gè)重要的組成部分是成型熱塑性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)成型件。
在此方面，ENGEL organomelt工藝再次向前邁進(jìn)一步：在同一注塑成型步驟中，有機(jī)片材和單向帶不僅能夠成型，還能實(shí)現(xiàn)功能化。這項(xiàng)技術(shù)將在ENGEL展臺(tái)（5-N79）得到現(xiàn)場(chǎng)演示。
展會(huì)中，一個(gè)生產(chǎn)單元將生產(chǎn)由連續(xù)纖維增強(qiáng)聚酰胺（PA）制成的示范部件。
作為該生產(chǎn)單元的重要組成部分，一臺(tái)無拉桿ENGEL victory 200/50注塑機(jī)將配備一臺(tái)ENGEL viper 12 線性機(jī)械手（用于操作預(yù)成型件和最終部件）和一個(gè)雙面立式ENGEL 紅外加熱爐。
無拉桿機(jī)器縮短操作時(shí)間 無拉桿的ENGEL victory注塑機(jī)為生產(chǎn)眾多領(lǐng)域使用的熱塑性復(fù)合材料部件而提供了時(shí)間、空間和成本方面的優(yōu)勢(shì)（圖片來自ENGEL） 復(fù)合材料坯料在紅外爐中加熱后，即被放入模具中成型，然后采用PA進(jìn)行二次成型。 作為這項(xiàng)工藝步驟中必不可少的一步，對(duì)預(yù)浸料的加熱，使得采用熱塑性基體材料的纖維增強(qiáng)預(yù)成型件的加工質(zhì)量和加工效率均得以提高。 通常，材料厚度決定了加熱和冷卻的時(shí)間，能夠在不損壞材料的情況下實(shí)現(xiàn)材料的快速加熱是至關(guān)重要的，同樣重要的還包括縮短預(yù)成型件被傳送（熱操作）到模具中的路徑。 ENGEL自己開發(fā)的紅外加熱爐擁有不同的設(shè)計(jì)類型，包括水平的和立式的，它們可以放在生產(chǎn)單元中緊靠模具的地方。 加熱爐和機(jī)械手都完全被集成到注塑機(jī)的CC300控制單元中，通過注塑機(jī)的顯示器進(jìn)行集中控制。 在JEC中演示的生產(chǎn)單元，將在 organomelt工藝中充分發(fā)揮ENGEL無拉桿技術(shù)的效率潛力。 在此應(yīng)用中，victory機(jī)器的最大優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)極快速的熱操作：無障礙地進(jìn)入模具區(qū)域，使得紅外加熱爐能夠更靠近模具安裝，而這是帶拉桿注塑機(jī)不可能做到的。 從加熱爐到模具，機(jī)械手的運(yùn)行路徑最小化，這樣，即使是非常薄的預(yù)成型件，也不會(huì)在從加熱爐到模具的傳送過程中冷卻太多，從而有利于加工。 ENGEL無拉桿技術(shù)的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是：模具可以快速安裝到機(jī)器上，這對(duì)于產(chǎn)品試制是有利的，因?yàn)樵囍乒ぷ魍ǔＩ婕翱焖俣l繁地安裝模具。 ENGEL將在展會(huì)中現(xiàn)場(chǎng)加工的熱塑性復(fù)合材料預(yù)成型件是在位于奧地利的ENGEL輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心制備的。 在實(shí)際生產(chǎn)中，可以將熱塑性復(fù)合材料坯料的生產(chǎn)直接安排在生產(chǎn)流程的上游，緊挨加工設(shè)備。 ENGEL單獨(dú)一家就能提供完全集成的系統(tǒng)解決方案，包括加工設(shè)備、機(jī)械手、紅外加熱爐以及帶有光學(xué)圖像處理和固結(jié)單元的拾取-放置鋪帶單元。 以更好的方式發(fā)揮輕量化設(shè)計(jì)的潛力 采用ENGEL organomelt 工藝制造的復(fù)合材料部件集特別輕的重量與出色的碰撞安全性于一體。 這項(xiàng)已在汽車工業(yè)的大批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用的技術(shù)適用于有機(jī)片材和采用熱塑性基體材料的單向玻璃纖維和（或）碳纖維增強(qiáng)帶材。 采用純熱塑性材料基體，實(shí)現(xiàn)了特別高效的完全自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，因?yàn)榭梢栽诔尚秃笤谕患庸げ襟E中直接注塑成型加強(qiáng)肋或裝配元素。 同時(shí)，organomelt 工藝還有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。 “一致的熱塑性方法是制定復(fù)合材料部件回收策略的前提。”位于奧地利Schwertberg ENGEL總部的復(fù)合材料技術(shù)開發(fā)部門經(jīng)理 Christian Wolfsberger表示，“利用帶材可以對(duì)部件進(jìn)行局部增強(qiáng)，從而更有針對(duì)性地適應(yīng)承載需求。未來，我們能夠?qū)⒉煌穸鹊挠袡C(jī)片材組合起來，也能將有機(jī)片材與帶材組合起來，從而以更好的方式發(fā)揮輕量化設(shè)計(jì)的潛力?！?/p> 所有面向未來的技術(shù) 在位于奧地利的輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心，ENGEL的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)為復(fù)合材料部件的生產(chǎn)開發(fā)特別高效的工藝技術(shù)（圖片來自ENGEL） 從熱塑性預(yù)浸料的加工到反應(yīng)技術(shù)，ENGEL的輕量化結(jié)構(gòu)專知覆蓋了廣泛的開發(fā)領(lǐng)域。 作為一家在自動(dòng)化和系統(tǒng)解決方案方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的注塑機(jī)制造商，ENGEL為成功、經(jīng)濟(jì)和大批量地生產(chǎn)復(fù)合材料部件提供關(guān)鍵要素。 這促使ENGEL于2012建立了自己的技術(shù)中心，以開展新型復(fù)合材料工藝的跨學(xué)科研究。 與其客戶及來自工業(yè)領(lǐng)域和大學(xué)的開發(fā)合作伙伴一起，ENGEL輕量化復(fù)合材料技術(shù)中心已在過去的幾年為全球的輕量化結(jié)構(gòu)行業(yè)樹立了幾項(xiàng)重要的里程碑。
