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Chinaplas中国国际橡塑展 - 2018年11月13日

恩格尔在Chinaplas 2018:创新工艺技术提升竞争力

2018年4月24~27日,在上海举行的Chinaplas 2018 展会中,恩格尔(展位:5.1E71)将以“创新是未来成功的关键”为主题,展示众多令人兴奋的应用和技术解决方案。

展位号:5.1E71

2018年4月24~27 日,在上海举行的Chinaplas 2018 展会中,恩格尔(展位:5.1E71)将以“创新是未来成功的关键”为主题,展示众多令人兴奋的应用和技术解决方案,以此证明创新的注塑成型技术如何助力竞争优势的建立,保障未来的生存能力。针对挑战性的塑料产品,这家位于奥地利的注塑机制造商和系统解决方案供应商已成为亚洲加工商们首选的供应商之一。

Chinaplas 2018体现出全方位的增长。“中国的投资环境处在一个新的高度。”恩格尔机械(上海)有限公司销售服务总经理 Gero Willmeroth表示,“Chinaplas将进一步推动这一发展趋势。本地塑料部件的生产商们日益激烈的竞争,是推动这种积极发展态势的另一要素,他们正在投资于有助于提高生产效率和产品质量的现代机器和新的技术。”

经济地注塑成型厚壁透镜

生产厚壁透镜的挑战是将高的光学质量与高生产效率集于一体,恩格尔的optimelt多层技术采用外部冷却方式应对了这一挑战(图片来自恩格尔)

恩格尔展台的“汽车专区”将展示应用创新工艺技术的发展趋势。恩格尔将在Chinaplas 展会中第一次以互连的注塑机来演示复杂的多组分工艺,两台duo注塑机将采用PMMA 材料生产用于汽车前照灯的厚22 mm 的LED 透镜。

塑料正日益被用于生产高质量的光学组件,聚合物材料比玻璃更轻,并为产品设计师提供了更大的自由度。然而,要将高的光学质量与高效率的生产集于一体却面临着挑战。由恩格尔开发并获得了专利的optimelt 多层技术采用外部冷却方式,很好地应对了这一挑战。

首先生产出预成型件,然后在后续的加工步骤中,向其添加更多层的同样材料。包覆成型补偿了前一层表面的任何缩痕,从而达到高的光学质量。光学测试显示,层与层之间的界限对光学照明组件的性能和功能没有影响。

恩格尔将在Chinaplas展会中为生产厚壁LED透镜而连接两台 duo 注塑机(图片来自恩格尔)

在注塑成型中,由于冷却时间与壁厚的平方成正比,因此这种多层技术极大地提高了效率,特别是在厚壁部件的生产中。总体而言,几个薄层的冷却速度要快于一个厚层。此外,如果将这些镜片基体从模具中取出再冷却,循环时间会进一步缩短。与在模具中冷却相比,在空气中冷却的时间会更长,但却不影响循环周期。

在Chinaplas展会期间,这些透镜基体将在一台配备4腔模具的duo 1060/400注塑机上被生产出来。一台被集成到该生产单元中的 easix 多关节机器人取出4个部件,并将它们送到一个外部冷却站。机器人由此一次性地拾起4个已充分冷却的预成型件,将它们送到安装在duo 600H/600H/500 combi 多组分注塑机上的4+4腔模具中。在这台配有转盘的多组分注塑机中,另外两层 PMMA材料得到成功应用,然后由 easix机器人将最终成型好的透镜取出。在此过程中,虽然冷却预成型件需要大约30min.,但整个循环时间却明显低于3min.。冷却时间可以通过外部冷却站中的冷却位置数量而得到控制。

一台标准注塑机与一台双组分注塑机的组合,意味着具有非常高的生产灵活性。两台机器也可以独立于配有不同模具的另一台而得到单独利用。

恩格尔将与系统合作伙伴一起展示这项应用,包括:Skymould公司(中国宁波)、HRSflow公司(意大利San Polo di Piave)、Innolite公司(德国亚琛)、Opsira 公司(德国Weingarten)以及Gimatic公司(中国上海)。为了将其他的周边设备和模具与自身的机械手和工艺技术集成在一起,恩格尔已建立了世界范围的系统合作伙伴网络。“我们在中国拥有非常强大的当地合作伙伴,他们与我们一样,都非常了解当地加工商们的需求,并能够将这些需求转变成最佳的解决方案。”Willmeroth介绍说,“通过与当地供应商合作,我们还能够确保挑战性应用的高成本效益,以较短的交付时间提供完整的工厂解决方案。”

来自一家供应商的创新的轻量化概念

用替代材料来减轻部件重量是汽车行业的重要发展趋势,在中国也同样如此。随着中国电动汽车的日益增加,亚洲的加工商们将在此看到4大主要应用领域:PMMA 制成的LED透镜、聚碳酸酯(PC)制成的玻璃系统、发泡注塑成型和复合材料技术。

恩格尔将在其展位提供一个面向复合材料技术的专家角。在其位于奥地利的轻量化复合材料技术中心,这家机器制造商与合作伙伴公司和大学合作,共同开发非常经济的工艺技术,这将有助于复合材料技术更快地应用于大批量的汽车生产之中。从HP-RTM 和SMC,到诸如有机板材和带材的热塑性半成品的加工,直至原位聚合等反应性热塑性技术(T-RTM),恩格尔的开发者们正在研究当前所有的前沿技术,并已经实现了几项国际重要的里程碑。在此过程中,恩格尔丰富的自动化和系统解决方案经验是成功的核心要素。与此同时,恩格尔还为满足复合材料行业的应用需求而提供专门开发的v-duo 机器系列。

加工液态硅橡胶,无需返工

电动移动工具不仅依赖于新的加工技术,还依赖于新的设计解决方案,例如,电动汽车需要更多种类的电缆索环,以采用比燃油发动机更安全的方式,将电缆从发动机舱引入到汽车内部。在Chinaplas展会中,恩格尔将生产液态硅橡胶(LSR)制成的电缆索环,以用于拥有相应精细结构的独立的电缆。一台采用电动注射单元的无拉杆e-victory 50/80注塑机,被用于高精度、高效率地加工这种黏度极低的LSR。在这台恩格尔无拉杆注塑机上,专利的力分配器确保了在锁模力形成的过程中,动模板完全紧随模具,从而使锁模力均匀地分布在模板表面。这使得所有的型腔完全以相同的力闭合,从而确保了一致的模具压力以及始终如一的高产品质量。“无返工要求的无毛刺生产,是在注塑成型中采用LSR经济地生产出高技术部件的唯一途径。”Willmeroth 强调道。LSR在中国的应用越来越多,除了各种用途的密封件外,越来越多的微型部件,比如手机或医疗技术领域的微型部件,也都可以在无拉杆的恩格尔注塑机上采用LSR制成。

由于能够自由进入锁模单元,这台无拉杆的e-victory 注塑机为高效率地加工LSR提供了巨大的潜力(图片来自恩格尔)

恩格尔将与其合作伙伴——Elmet Elastomere Produktions- und Dienstleistungs公司(奥地利Oftering)一起展示LSR的加工,在此应用中,Elmet 的4腔模具和LSR 计量系统可以被集成到e-victory注塑机的CC300 控制系统中。

占用空间极小的洁净室解决方案

另一个首次展出的技术是针对医疗领域,恩格尔将展示一个高度集成的生产单元,用于在洁净室条件下生产吸液管吸头。这项展出也是欧洲企业与中国企业之间的合作结果:恩格尔、Waldorf Technik公司(德国Engen)和Wellmei Mold公司(中国东莞)结合了他们在生产精密医疗部件方面的知识和经验,订制了完全满足中国加工商具体要求的系统解决方案。

生产吸液管吸头时,自由进入无拉杆的模具区域使得自动化系统能够更靠近e-victory注塑机的锁模单元运行(图片来自恩格尔)

由于吸液管吸头被用于医疗诊断的全自动分析系统中,因此产品质量的可再现性是最优先考虑的因素。然而,作为大批量生产的部件,它们也面临着特别高的成本压力。为了实现稳定的加工和高经济效益,这些系统合作伙伴将恩格尔的一台无拉杆e-victory注塑机与Wellmei的32腔热流道精密模具和Waldorf Technik 的高速自动化系统整合在一个相当紧凑的空间中,方便地进入模具区域使得自动化系统能够特别靠近e-victory 注塑机的锁模单元运动。

这台混合动力注塑机上的电动注射单元能够以极高的精度注射塑料熔体。为了额外补偿环境条件和原材料的波动,还将应用 iQ weight control。来自恩格尔注射4.0项目的这一辅助系统将在注射过程中实时分析压力,将测得的数据与参考周期进行比较。对于每一次注射,注射剖面、切换点和保压等会根据当前条件而自动调整,注射的熔体量在整个生产中保持一致,这是防止出现废品的主动方法。

由于吸液管吸头被用于全自动的分析系统,因此产品质量的再现性是最首要考虑的因素(图片来自恩格尔)

在此应用中,自动化是确保始终如一的高质量的另一个重要因素。由Waldorf Technik 开发的自动化解决方案在注塑成型过程中同步地从模具中取出32个吸液管吸头,按照型腔的不同,将96个吸液管吸头作为一组放到产品架中。每隔18s,就有96个吸液管吸头从生产单元中出来,该生产单元得到了封装以创建一种洁净室环境。

在实际中,后续的步骤如质量控制或包装等在注塑成型后立即执行。在Chinaplas 展会中,为取代各种不同的下游加工,由Rethink Robotics公司(美国波士顿)提供的 Sawyer 协作机器人在生产过程结束后检索产品架。协作机器人的一大特点是,它们不需要防护罩,能够与员工携手安全地操作。

注射4.0:无需专业知识确保一致的质量

智能化的辅助系统如iQ weight control,允许客户即使在没有专业知识的情况下也能够非常容易地获得一致的高产品质量。iQ 系统能够从一次注射到下一次注射中,连续地分析关键的工艺参数并自动对它们进行调整,结果获得了一台能够自优化的注塑机。

iQ weight control能够在废品产生前补偿工艺的波动,这一智能化的辅助系统可用于电动和液压注塑机(图片来自恩格尔)

机器控制系统的日益智能化是智能工厂的一大重要特色,是工业4.0的目标。生产系统的联网以及机器、工艺和生产数据的系统化应用,为提高生产效率、质量和生产的灵活性提供了额外的帮助。在注射4.0这一名称下,恩格尔已为数字化和网络化的注塑成型生产提供了一系列成熟的产品和解决方案,并已多次在实际应用中得到了检验。无论是在单独的应用中,还是作为涵盖整个生产操作的数字化战略的一部分,它们都产生了可观的效益。“一步一步地走向智能工厂,这是我们客户的战略。” Willmeroth 表示。

恩格尔将在Chinaplas展会中通过生产 inject 4.0 标识来展示智能机器的潜力如何在实际生产中得到充分利用(图片来自恩格尔)

通过在一台无拉杆的和完全电动的e-motion 80 TL 注塑机上生产inject 4.0标识,恩格尔将证明注射4.0解决方案的巨大潜力。CC300机器控制系统能够模拟工艺的波动,以便在显示器上就可以追溯“通过智能辅助系统而实现的自动调整”。在注塑成型过程中,iQ weight control可保持一致的熔体注射量,iQ clamp control 可监控模具排气,以计算并自动调整最佳的锁模力。“自优化的注塑机使得加工商们充分利用机器和技术的效率和质量潜力变得非常容易。” Gero Willmeroth表示,“配有iQ的第一台机器已在中国运行起来。”

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