日前，注塑機制造商、系統解決方案提供商ENGEL宣布，將在K 2019展會上展示采用organomelt工藝生產的一種車門模塊示范部件。該部件的生產單元是世界上第一個采用紅外加熱技術形成3種不同厚度有機板，并能在同一注塑加工階段成型高質量可見表面的系統。該系統配備3臺可同時運行的ENGEL easix關節機器人。
“在汽車行業的輕量化應用方面，熱塑性復合材料正變得日益重要。”ENGEL輕量化復合材料技術中心負責人Norbert Müller博士表示。一方面，熱塑性復合材料能將預浸料的成型性和功能化整合在一起，從而有效降低單位成本；另一方面，單純使用熱塑性聚合物更便于制定回收策略。
“在使用壽命結束時，讓復合材料部件回歸到材料循環中，這是電動汽車行業持續發展的首要任務之一，”Müller 表示。“熱塑性復合材料解決方案應用日益廣泛，甚至在飛機制造中也已開始批量化使用。”
ENGEL用organomelt工藝來滿足可持續交通的發展需求。在organomelt工藝中，首先對采用熱塑性的纖維增強預浸料，如有機板材和帶材進行加熱，然后將其放入模具中成型，接著采用熱塑性塑料對其進行二次成型。這項成熟工藝已被用于大批量生產中，能夠完全自動化地生產諸如前端托架之類的產品。
隨著這項工藝的發展，ENGEL與其客戶和合作伙伴進一步展開合作，嘗試生產“擁有目標載荷分布的復合材料部件”。
“未來，將為每個部件組合使用幾種不同的預浸料，以根據相關部件的形狀和部件內部各區域的不同應力來定制化地開發結構部件，”Müller解釋道。“將在K展展出的生產單元將清晰地展示這種應用的巨大潛力。”
該工藝是ENGEL與汽車供應商博澤合作開發的、目前世界上獨一無二的集成了紅外加熱爐的系統，能夠以自動化工藝同時加工3種不同形狀、厚度的有機板材。根據博澤前期進行的各種模擬結果，在載荷分布的基礎上有針對性地選用有機板材，可使部件不同部位的應力需求得到滿足。
超緊湊的集成紅外加熱爐
加工有機板材的挑戰之一是對預浸料的加熱，對它們進行加熱和冷卻的時間取決于其厚度。因為需要將加熱的預浸料快速而直接地送入模具中，因此快速加熱材料而不使其受損非常重要。
organomelt生產單元基于一臺duo 3660/800 注塑機，額外安裝了兩個集成的紅外加熱爐。
一個立式紅外加熱爐直接位于鎖模單元的上方，用于加熱厚度只有0.6mm的有機板材。這樣，薄的有機板材幾乎不費時地到達模具中，保證了成型過程中材料仍保持足夠高的溫度。
一個位于動模板方底座上的標準臥式紅外加熱爐將被用于加熱1mm和2.5mm的有機板材，這種安排縮短了加熱爐與模具之間的距離，節省了空間。
兩個紅外加熱爐均由ENGEL開發制造，它們與3臺easix機器人被完整集成到注塑機的CC300控制單元中，能夠通過觸摸屏統一控制。
3種有機板材同時被加熱，然后，3臺easix機器人中的兩臺用于操作有機板材。它們位于鎖模單位上方彼此相鄰的位置，當第一臺機器人負責操作兩個較厚的有機板時，第二臺機器人小心地操作最薄的板材。第三臺機器人位于鎖模單元旁邊，其任務是取出成型好的部件，同時將3個有機板中的一個放入模具中以進行注塑成型。
這些有機板材是由中國原材料生產商金發提供的玻璃纖維增強聚丙烯復合材料。
當模具閉合時，有機板材即成型。
緊接著，采用玻璃纖維增強聚丙烯在同一副模具中對其進行二次成型，從而在部件的背部成型出加強筋，并在可見的一面成型出皮革紋理的外觀。
“當直接對有機板進行二次成型時，我們可以獲得出色的皮革紋理外觀，這在以前采用有機板材時是不可能做到的，”Müller強調說。“該工作為今后采用organomelt工藝生產大型結構性的熱塑性車門奠定了基礎。”
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