JEC World 2019プレビュー：Engelの最先端複合材加工技術

JEC World 2019において、Engel Austria（オーストリア・シュヴェルトベルク）は、オルガニックシートおよびユニディレクショナルテープの加工、インサイトゥ重合、高圧樹脂移動成形（HP-RTM）、SMCを用いたフローモールディングなど、複合材加工のための最新技術を披露しました。

Organomeltプロセス：熱可塑性繊維複合材プリプレグの成形と機能化

Engelは同展示会でOrganomeltプロセスを実演し、サンプルパーツを展示しました。このプロセスは、オルガニックシートやユニディレクショナルテープなどの熱可塑性繊維複合材プリプレグの成形と機能化を行います。例えば、熱成形の直後に熱可塑性樹脂で補強リブや組立要素をオーバーモールディングできるため、効率的で完全自動化された製造プロセスを実現するとされています。米国では、この技術を用いて、軽量で優れた衝突性能を持つ要求の厳しい構造部品を大量生産しています。Engelは、デュオ射出成形機、大量のメタルインサートの準備とオルガニックシートのハンドリング用の複数台のeasix多関節ロボット、viper直交ロボット、Engel製赤外線（IR）オーブンを統合システムソリューションとして提供し、自動化された大量生産を実現しています。

多様な材料とインライン集積による効率向上

EngelのOrganomelt技術は、熱可塑性マトリックスを用いたガラス繊維および/または炭素繊維強化のオルガニックシートとユニディレクショナルテープに適しています。効率を高めるため、繊維スタックを射出成形サイクル内でインラインで積層・集積できます。成形機、ロボット、IRオーブンに加え、社内開発・設計部門による光学画像処理搭載のピックアンドプレース式テープ積層ユニットも使用されます。さらに、パートナー企業のFill（オーストリア・グルテン）と共同で、異なる肉厚の繊維スタック用集積ユニットを製品ラインナップに追加しました。

インサイトゥ重合：ε-カプロラクタムからPA6へ

もう一つの注目技術は、ε-カプロラクトンのインサイトゥ重合による繊維強化プラスチック複合材サポート構造の製造と、射出成形での機能化です。Engel v-duo垂直成形機では、反応プロセスと射出成形プロセスが並行して進行します。溶融ε-カプロラクトンの低粘度により、予成形されたドライ補強テキスタイルが特に良好に含浸され、ポリアミド6（PA6）へ重合することで強靭な結合が得られるとのことです。これは金型の第二キャビティで、繊維強化PA6製の補強リブや輪郭をオーバーモールディングすることで機能化されます。Engelは、インサイトゥ重合に必要な固体モノマーの溶融・加工能力を市場で初めて実用化したサプライヤーであり、これにより熱負荷が低減され、より高い製品品質が実現するとされています。低い作業高さにより手作業が容易になると同時に、v-duoは効率的な自動化ソリューションを可能にし、新たに開発された加工手法の産業化を加速します。

アウディA8のCFRPリアパネル：HP-RTMによる完全自動生産

また、アウディA8のCFRPリアパネルも展示されています。これはVoith Composites（ドイツ・ガルヒング）が、Engel v-duo 1700マシンを用いて完全自動化されたHP-RTMプロセスで製造しています。

SMCフローモールディングによるギアキャリアの製造

Engelはまた、シートモールディングコンパウンド（SMC）製のギアキャリアも展示しています。開発プロジェクトにおいて、Engelはヨハネス・ケプラー大学（オーストリア・リンツ）高分子製品工学研究所（IPPE）、Hexcel（米国コネチカット州スタンフォード）、Alpex（オーストリア・ミルス）と共同で、フローモールディングベースのギアキャリア製造プロセスを開発しました。出発材料は、繊維長50mmの平板カーボンファイバープリプレグで、マトリックスはエポキシ樹脂です。初期部品の分析によると、元のアルミニウム部品と比較して軽量化と部品特性の向上が確認されたとのことです。

SMCフローモールディングの汎用性とv-duoの優位性

Engelによれば、SMCフローモールディングは、高度な外観部品・外板部品から機能統合型構造部品まで、幅広い繊維複合材部品に適しています。短サイクルで複雑な形状と塗装可能な表面品質が実現可能です。Engel v-duoマシンは、強力な計測・制御技術、柔軟な圧縮成形プロセス、統合された平行度制御によりSMC加工に適しており、加工パラメータも部品要件に容易に適応できます。