エンゲルは、軽量熱可塑性複合材料の大量生産のためのIRロボットセルを発表しました

ENGELの生産セルは、赤外線を使用して加熱し、厚さの異なる3枚の有機シートを形成し、同じ射出成形プロセス段階で高品質の可視表面を成形します。

ソース|エンゲル

射出成形機メーカーおよびシステムソリューションプロバイダーであるENGELAustriaは、K 2019見本市（ドイツ、デュッセルドルフ、10月16〜23日）で、熱可塑性プラスチック射出成形による複合材料を特徴とする製造セルの一部として赤外線硬化技術を導入すると発表しました。オーバーモールド。

エンゲルは、オルガノメルトプロセスを使用して、車のドアモジュールの最新の技術革新を反映したデモ部品を製造します。 ENGELの生産セルは、赤外線を使用して加熱し、厚さの異なる3枚の有機シートを形成し、同じ射出成形プロセス段階で高品質の可視表面を成形した世界初のセルと言われています。このシステムには、同時に動作する3台のENGELeasix多関節ロボットが装備されます。

「自動車産業における軽量化に関しては、熱可塑性複合材料の重要性が増しています」と、ENGELの軽量複合技術センターの責任者であるNorbertMüller博士は述べています。

これには2つの主な理由があります。第一に、一貫した熱可塑性アプローチにより、繊維強化プリプレグの成形と機能化を効率的に統合することが可能になり、ユニットコストが削減されます。第二に、熱可塑性ポリマーのみを使用すると、リサイクル戦略の策定が容易になります。

「耐用年数の終わりに複合部品を材料ループに戻すことは、電気自動車セクターで進行中の開発の優先事項の1つです」とMüller氏は述べています。 「熱可塑性ソリューションは、航空機の建設においても、ますます頻繁に使用される方法になりつつあります。」

持続可能な輸送の必要性に対するENGELの答えは、オルガノメルトです。有機溶融プロセスでは、有機シートやテープなどの熱可塑性マトリックスを使用した繊維強化プリプレグを加熱し、金型に挿入して成形し、熱可塑性プラスチックで直接オーバーモールドします。このプロセスはすでに大量生産で使用されており、エンゲルオルガノメルトはフロントエンドキャリアなどのアイテムの完全自動生産に使用されています。

プロセスがさらに発展するにつれて、ENGELは顧客やパートナーと協力して、目標とする負荷分散を備えた複合コンポーネントの設計の製造面で取り組んでいます。

「将来的には、コンポーネントごとにいくつかの異なるプリプレグを組み合わせて、軽量構造の特性を関連するコンポーネントの形状や、コンポーネント内の個々の領域にかかるさまざまな応力に合わせて調整する予定です」とミュラーは説明します。 「Kショーの生産セルは、その大きな可能性を明確に示しています。」

成形プロセスは、自動車サプライヤーのBrose（Coburg、Germany）と共同で開発されました。 ENGELによると、生産セルは現在、統合されたIRオーブンを含む完全自動化プロセスで厚さ0.6 mm〜2.5mmの3つの異なる形状の有機シートを同時に処理できる世界で唯一のシステムです。負荷分散に基づいて有機シートを的を絞って選択することで、個々のコンポーネント領域のさまざまな応力に対処できます。これは、Broseがさまざまなシミュレーションプロセスを通じて確実にした結果です。たとえば、Kショーで制作されるデモパーツは、ドアの内側よりも窓枠の部分の方が剛性が高くなっています。

負荷分散に基づいて有機シートを的を絞って選択することで、個々のコンポーネント領域にかかるさまざまな応力に対処できます。

ソース|エンゲル

超小型IRオーブン統合

有機シートの処理に関する課題の1つは、プリプレグの加熱です。加熱と冷却にかかる時間は、厚さによって異なります。加熱されたプリプレグの金型への迅速かつ直接的な移行と同様に、材料を損傷することなく迅速に加熱することが重要です。 ENGELのオルガノメルト生産セルは、デュオ3660/800射出成形機に基づいており、このため2つの統合IRオーブンが含まれています。クランプユニットの真上に垂直IRオーブンがあり、厚さわずか0.6mmの有機シートを加熱します。このようにして、薄い有機シートが金型にすばやく到達し、まだ冷却されておらず、成形が不可能になっていることを確認します。移動するプラテンの上の台座にある標準の水平IRオーブンは、2枚の厚い有機シート（1mmと2.5mm）に使用されます。この配置により、オーブンと金型の間の距離が短くなり、オーブンに個別の床面積が必要ないため、スペースが節約されます。両方のIRオーブンは、ENGELによって社内で開発および製造されました。これらと3台のeasixロボットは、IMMのCC300コントロールユニットと完全に統合されており、マシンのディスプレイを介して集中管理できます。

3枚の有機シートすべてが同時に加熱されます。その後、3台のeasixロボットのうち2台が、有機シートの処理に使用できるようになります。これらは、クランプユニットの上に隣り合って配置されています。最初のロボットが2つの厚い有機シートを処理し、2番目のロボットが最も薄いシートを処理します。加熱プロセス全体を通して、垂直放射フィールドの前に有機シートを保持し、設定された加熱期間が終了した後に金型に配置できるようにします。 3番目のロボットはクランプユニットの隣にあります。その仕事は、成形部品を取り除くと同時に、3枚の有機シートのうちの1枚を射出成形プロセスのために金型に移動することです。

中国の原材料生産者であるKingfa（上海、中国）から入手した有機シートはガラス繊維でできており、マトリックス材料としてポリプロピレンを使用しています。 Georg Kaufmann Formenbau（Remetschwil、スイス）によって作成された型が閉じると、有機シートが形成されます。その後すぐに、同じ型内でガラス繊維強化ポリプロピレンでオーバーモールドされます。補強リブはコンポーネントの背面に形作られ、革のような木目は目に見える側に形作られています。

「有機シートを直接オーバーモールドすると、以前は有機シートでは不可能と見なされていた、優れた木目調の革の外観を実現できます」とミュラーは言います。 「その点で、将来的には有機溶融プロセスを使用して大型の構造用熱可塑性ドア構造を製造するための基盤を築いています。」

自動化が重要な役割を果たします

ENGELが軽量複合技術センターで開発した生産ソリューションは、その高効率と費用対効果が特徴的です。どちらも大量生産アプリケーションに不可欠な要件です。

「自動化に関するENGELのかなりの専門知識が大きな役割を果たしています」と、ENGELの自動化および複合システム部門の副社長であるWalterAumayrは述べています。

3台のENGELeasix多関節ロボットがすべて同時に動作することで、ENGELの見本市スタンドのオルガノメルトセルは、統合された複合処理の最先端の例を提供し、ENGELがこれまでに展示した中で最も複雑な生産セルです。見本市。

「私たちが組み込むプロセス段階が多くなり、生産セルに含まれる個々のシステムが増えるほど、プロセス全体がより複雑になります」とAumayr氏は言います。 「したがって、システムソリューションプロバイダーとして、ENGELは、セル全体で一貫した操作ロジックと共同データ管理を確保し、多関節ロボットの使用をはるかに容易にしました。 easixロボットは、製造現場での射出成形に携わる作業員が比較的簡単に操作できます。」

ENGELシステムの特別な側面は、IRオーブンもCC300コントロールユニットに完全に統合されており、プロセス全体で均一な動作ロジックが確保されることです。さらに、成形機、ロボット、および周辺機器はすべてENGELシステムソリューションの同じデータベースにアクセスするため、エラーのリスクが減少し、効率が向上します。追加のハードウェアを必要とせずに、easix多関節ロボットは、コアプルやエジェクタなどの金型内の動きとその動きを同期させることができます。

「その結果、特に大規模システムに関しては、サイクルタイムと設備投資の両方を削減できます」とAumayr氏は言います。