Témata
Reklama

Inovativní technologie zpracování plastů

Na veletrhu K 2016, který se koná od 19. do 26. října v Düsseldorfu, představí společnost Engel na svém stánku C58 v hale 15 zajímavé aplikace, jež díky inovativním procesním technologiím, specializovaným výrobním koncepcím a inteligentní řídicí technice přinesou zákazníkům vysoký užitek. Expozici českého zastoupení společnosti Engel najdete i na MSV v Brně.

Exponáty, jež Engel v Düsseldorfu předvede, jsou zaměřeny na cílová odvětví automotive, teletronics, technical, packaging a medical. V následujícím článku se s nimi můžete blíže seznámit.

Reklama
Reklama
Reklama

DecoJect přináší do hry barvu, strukturu a hmatové vjemy

Aby se ve vnitřním prostoru vozidel dařilo spojit vysokou kvalitu povrchů s velkou flexibilitou pro malé série a nízké náklady na jednotku, je lakování stále častěji nahrazováno technologiemi IMD. Fóliové řešení DecoJect, prezentované na veletrhu K 2016 společností Engel a jejími partnerskými firmami, je dalším vývojovým krokem: kombinace vstřikování s IMG (metoda in mould graining) v procesu roll to roll. Na rozdíl od původních postupů IMD není lak jednoduše přenášen z fólie na součást, nýbrž fólie se razí a zůstává na součásti. Tímto způsobem se kromě barvy a vzoru uplatňuje rovněž povrchová struktura a hmatový vjem.

Na veletržním stánku Engel bude technologie DecoJect poprvé představena v plně automatizované formě na vstřikovacím stroji Engel duo 5160/1000 při výrobě vzorových součástí, které jsou obdobou velkoplošných obložení dveří. Aby bylo možné předvést široké spektrum nové technologie, mají součásti různé struktury, včetně náročného lícování usně.

Jakmile se nástroj otevře a robot odebere hotovou součást, je natažena tenká fólie DecoJect od firmy Benecke-Kaliko z Hannoveru (součást koncernu Continental), ta je zahřáta IR zářičem v podavači a přímo ve vstřikovacím nástroji podtlakem předběžně zformována. Vzápětí je fólie nastříkána a vyražena a robot následně součást odebere a přesune k integrované laserové stanici pro jemný ořez. Každých 60 sekund opouští výrobní jednotku hotová montovatelná součást. Změna designu vyžaduje jen několik minut pro výměnu role. Velikost série se tak již do nákladů na jednotku nepromítá.

Požadované povrchové vlastnosti, jako barva, struktura, robustnost a hmatový dojem, jsou realizovány pomocí fólie, čímž tento postup umožňuje používat polypropylen jako cenově výhodný a nebarvený standardní plast. Dalším faktorem zvýšení efektivity je integrace technologie MuCell americké společnosti Trexel. Pěnové vstřikování omezuje jak hmotnost součásti, tak použití suroviny a energie, a přesto poskytuje rozměrově stabilní součásti s nízkým stupněm deformace.

Vznik technologie DecoJect umožnila teprve velice úzká, mezioborová spolupráce mnoha partnerských firem. K hlavním problémům vývoje nové technologie patřila mj. konstrukce nástroje IMG, který odolává vysokým tlakům vstřikovacího procesu, a velmi jemná regulace elektrických pohonů hradlových uzávěrů.

Pomocí technologie DecoJect lze rovněž vyrábět velké komponenty vnitřního prostoru. Požadované povrchové vlastnosti jako barva, struktura, robustnost a hmatový dojem jsou realizovány pomocí fólie. (Zdroj: Continental)
Široké spektrum technologie dokládají na veletrhu vzorové díly s množstvím nejrůznějších struktur vyráběné na vstřikovacím stroji Engel duo. (Zdroj: Engel)

Kompozitní díly s extrémně tenkou stěnou

Ať už jde o notebooky, tablety či chytré telefony, při výrobě těchto přístrojů hraje roli především malá hmotnost a větší stabilita při použití inovativních kompozitních materiálů na kryty. Cílem vývojové spolupráce společnosti Engel Austria a německých firem Bond-Laminates (člen skupiny Lanxess) a Leonhard Kurz je výrazné zvýšení efektivity výroby. Na veletrhu K 2016 představují tyto tři partnerské podniky revoluční výsledek své práce: vstřikovací technologii nanejvýš robustního krytu s kvalitním povrchem a extrémně tenkostěnnou konstrukcí s tloušťkou stěny pouhých 0,6 mm.

Vysoce automatizovaná jednotka pracující na veletržním stánku Engel byla navržena speciálně pro výrobu termoplastických kompozitních součástí z termoplastického polotovaru vyztuženého nekonečným vláknem Tepex a fólie IMD společností Bond-Laminates a Leonhard Kurz. Představené systémové řešení je vhodné pro výrobu velkých sérií a integruje tři výrobní technologie: Engel organomelt pro tvarování a funkcionalizaci termoplastických polotovarů vyztužených nekonečným vláknem (tzv. organoplechy) ve vstřikovacím procesu, Engel variomelt pro optimalizaci kvality povrchů pomocí variotermického temperování nástrojů a technologie in mould decoration (IMD) pro optické a funkční zušlechtění povrchů přímo ve vstřikovacím nástroji. Srdcem výrobní jednotky je vstřikovací stroj Engel insert 500V/130 single s IMD jednotkou roll to roll“, šestiosý robot Engel easix, který přebírá kompletní manipulaci polotovarů a hotových dílů, a infračervená pec pro zahřívání organoplechů, která byla rovněž vyvinuta a vyrobena společností Engel.

Extrémně robustní a extrémně tenké: kryty mají tloušťku stěny pouhých 0,6 mm a ze vstřikovacího stroje vycházejí připraveny k montáži. (Zdroj: Engel)

Zvláštností nového postupu je, že termoplastický polotovar vyztužený nekonečným vláknem je v jediném procesním kroku vytvarován, nastříkán a kvalitně dekorován. V původním postupu musely být kompozitní součásti pro dosažení stabilního dekoračního povrchu po vstřikovacím procesu zpracovány a lakovány v dalších pracovních krocích. S integrovanou výrobou další pracovní kroky odpadají, což snižuje nejen časovou náročnost a výrobní náklady, ale i uhlíkovou stopu součástí.

V systémovém řešení Engel jsou víceosý robot Engel easix i infračervená pec plně integrovány do řízení CC300 vstřikovacího stroje. Lze tak rovněž centrálně z displeje stroje kontrolovat zahřívání polotovarů. Hodnoty teploty a časy topení jsou uloženy společně s daty vstřikovacího procesu, což zjednodušuje protokolování, vyhodnocování a zpětné sledování celého procesu.



Infračervené pece pro zahřívání polotovarů vyztužených nekonečným vláknem rozšiřují nabídku periferních systémů Engel z vlastního vývoje a výroby. (Zdroj: Engel)

Polymerizace in situ a vstřikování v jednom

Polymerizace in situ sloučeniny ε-kaprolaktam otevírá nové možnosti výroby plastových součástí vyztužených nekonečným vláknem s termoplastickou matricí. Umožňuje vysoce efektivní procesy a flexibilní dimenzování kompozitních součástí.

Počínaje suchými předtvarovanými vyztužovacími textiliemi je v postupu in situ spojen polymerizační a tvarovací proces v jednom vstřikovacím stroji. Od představení prvního prototypu stroje před čtyřmi lety společnost Engel neustále optimalizovala komponenty zařízení a vyvinula zcela nový reaktivní agregát, který lze kombinovat se stroji Engel různých konstrukcí. Nový agregát se od prototypu představeného v roce 2012 výrazně odlišuje rovněž z technologického hlediska. Jako jediný poskytovatel na trhu může Engel tavit a zpracovávat pevný monomer podle potřeb zákazníka. Výhodou je výrazně kratší prodleva materiálu v tavicí zóně, snížené tepelné zatížení, a tedy vyšší kvalita výrobku.

Polymerizace in situ sloučeniny ε-kaprolaktam otevírá nové možnosti výroby plastových součástí vyztužených nekonečným vláknem s  termoplastickou matricí. (Zdroj: Engel)

Společně s rakouskou firmou Schöfer a dalšími partnery představuje Engel na veletrhu K 2016 výrobní jednotku vhodnou pro sériovou výrobu termoplastických vláknových kompozitních součástí. V zastoupení širokého spektra použití jsou na stroji Engel v-duo 1560/700 vyráběny vláknem zpevněné lopatky. Uzavírací jednotka je pro optimální přístupnost vybavena posuvným stolem, na kterém se nacházejí dvě nástrojové části. Předtvarované, suché vyztužovací textilie jsou zaváděny do první kavity a infiltrovány reaktivní matricí (ε kaprolaktam). Pevný ε kaprolaktam se k tomuto účelu taví a dávkuje v reaktivním agregátu. Díky nízké viskozitě monomeru v roztaveném stavu lze suchá vlákna zvlášť dobře smáčet. Při polymerizaci na polyamid 6 se tak tvoří silně zatížitelný kompozitní materiál. Protože reaktivní zpracování probíhá pod úrovní teploty tavení polymeru, lze kompozitní polotovar bezprostředně po jeho výrobě přemístit do druhé kavity, která se používá pro vstřikování. Zde je proveden nástřik vyztužovacích žeber a kontur z materiálu PA 6 vyztuženého krátkými skleněnými vlákny. Polymerizace a vstřikovací proces probíhají souběžně. Dvojitý robot Engel viper 40 provádí manipulaci vláknových preforem a hotových výrobků i přemisťování polotovarů.

V konstrukční řadě Engel v-duo firma Engel cíleně vyvinula kompaktní a energeticky efektivní stroj pro vláknové kompozitní aplikace. (Zdroj: Engel)

Mezizubní kartáčky s až 500 štětinkami

Scrub! – tak se jmenuje nový mezizubní kartáček, který zanedlouho uvede na trh firma pheneo z německých Brém. Na veletrhu K 2016 oslaví svou předpremiéru, protože i jeho výrobní proces je světovou novinkou. V jednokomponentním vstřikovacím procesu lze společně s jádrem a držátkem přímo vytvarovat až 500 štětinek. Na veletrhu k tomu bude použit plně elektrický vstřikovací stroj Engel e-motion 170/100 T v provedení pro čistý prostor, který zpracovává směs tvořenou třemi komponentami. Bezprostředně po vstřikování jsou díly kontrolovány kamerou a dobré díly jsou automatizovaně baleny po 16 kusech do prodejních sáčků. Každé čtyři sekundy opouští výrobní jednotku jeden sáček.

V jednokomponentním procesu lze vytvarovat až 500 štětinek. (Zdroj: Engel)

Jednokomponentní provedení a velmi vysoký stupeň procesní integrace mnohonásobně zvyšují výrobní efektivitu v porovnání s produkty a postupy známými na trhu. Mezizubní kartáčky v současnosti tvoří tři komponenty, které jsou většinou vyráběny v navzájem nezávislých procesech: držátko, drátkové jádro a vlákna. Nová technologie systémových partnerů společnosti Engel, firem Hack a Hekuma, poprvé umožňuje výrobu kartáčků s tak malými jádry a množstvím jemných štětinek v jednokomponentním vstřikovacím procesu. Rovněž směs zde hraje důležitou roli. Délka skleněných vláken je nastavena tak, aby vlákna propůjčovala držátku a jádru stabilitu, ale nezasahovala do velmi jemné oblasti štětinek. Potenciál využití nové technologie je velký a zahrnuje zdravotnické aplikace i odvětví kosmetiky.


Pomocné systémy z programu inject 4.0 společnosti Engel integrované v řízení CC300 vstřikovacího stroje Engel e-motion zaručují, že procesní odchylky budou vyrovnány a nedojde k výrobě zmetků. (Zdroj: Engel)

Bezpečné zvládnutí vícekomponentních procesů s LSR

Další exponáty představí například výrobu dvoukomponentních dílů z termoplastu PBT a silikonu LSR (tekutý silikonový kaučuk), konkrétně výrobu membrán tlakového zásobníku na vstřikovacím stroji bez vodicích sloupů Engel victory 200H/200L/160 combi s integrovaným lineárním robotem Engel viper 40. Právě integrovaný vstřikovací proces zajistí vzájemné bezpečné spojení vrstev termoplastu a silikonu. Druhou aplikaci LSR na vstřikovacím stroji Engel victory bez vodicích sloupů představí také společnost Wacker Silicones na svém stánku v hale 6, kde budou vyráběny kroužky na ubrousky s náročnou prizmatickou strukturou. Vysoce transparentní materiál zaručuje velmi vysokou světelnou prostupnost a nemá po celou dobu životnosti výrobku zežloutnout. Tyto materiálové vlastnosti například otevírají nové perspektivy výrobě optických čoček.

Membrána tlakového zásobníku, která se používá v nádržích pro vyrovnání tlaku. (Zdroj: Engel)

Integrované vstřikovyfukování až v 96 kavitách

Vstřikovyfukování umožňuje hospodárnou výrobu malých nádob k okamžitému použití v jediném pracovním kroku. Počet kavit byl ale dosud omezen. Na bázi krychlové technologie je však možné navýšení až na 96 kavit bez kompromisů z hlediska doby cyklu a přesnosti. Při vysokých počtech výrobků se tak výrazně snižují náklady na jednotku. V osmidílném krychlovém nástroji, který byl vyroben pro ověření principu, budou na plně elektrickém vstřikovacím stroji Engel e-motion 740/220 T WP vyráběny malé nádoby z polypropylenu. Pro dosažení krátkých dob cyklu jsou současně se vstřikováním preforem v protilehlé poloze nástroje dříve vyrobené preformy vyfukovány. Manipulace s díly přitom probíhá v taktu procesu vstřikovacího vyfukování a neprodlužuje dobu cyklu. Proces je vhodný mj. pro nádoby na léky, dětské lahve, kosmetické kelímky nebo nádoby na potraviny.

V procesu vstřikovacího vyfukování lze vyrábět až 96 nádobek na jeden vstřik. (Zdroj: Engel)

Vysoký výkon v nové dimenzi

S inovativní pohonnou koncepcí zaručují vstřikovací stroje řady Engel e-speed v trvalém rychloběhu vysokou účinnost, a to i při vysokých hmotnostech vstřiku a s vysokými uzavíracími silami. Na veletrhu K 2016 jde Engel nyní ještě o krok dále. Díky integraci automatizace IML švýcarské společnosti Beck Automation lze vstřikováním vyrábět dlouhá tenkostěnná balení pro okamžité plnění. Toto zvýšení efektivity představí Engel na veletrhu K 2016 v Düsseldorfu při výrobě kartuší pro stavební a kutilské potřeby na stroji Engel e speed 500/90.

Stroj Engel e-speed 500/90 vyrobí 16 kartuší najednou. Na veletrhu K 2016 bude představen ve spojení s automatizací IML. (Zdroj: Engel)

Výroba kartuší optimálně využívá předností hybridního stroje, který má elektrickou uzavírací jednotku a servohydraulickou vstřikovací jednotku. Tvarování dlouhých dutých těles s tloušťkou stěny pouze 1,2 mm vyžaduje velmi vysokou dynamiku a vstřikovací výkon. Navzdory poměrně velké celkové hmotnosti vstřiku 800 gramů jsou dosahovány velice krátké doby cyklu. Základním předpokladem vysoké efektivity postupu IML jsou velmi přesné pohyby upínací desky nástroje, což zajišťuje systém Engel e-speed s plně elektrickou zavírací jednotkou.


Engel

Milos.Kmonicek@engel.at

www.engelglobal.com

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 161006
Datum: 27. 09. 2016
Rubrika: Trendy / MSV 2016
Autor:
Firmy
Související články
Nová generace kompozitních materiálů

Vývoj kompozitů se zaměřuje především na materiály, které lze jednoduše a rychle zpracovat. Právě takovým materiálem je pryskyřice nové generace A.S.SET. Užitnými i zpracovatelskými hodnotami zlepšuje standardní vlastnosti termosetů a zlevňuje výrobu.

Žíhání termoplastů

Moderní nauka o plastech v mnoha směrech vychází z nauky o kovech. Příkladem je žíhání, jeden ze způsobů tepelného zpracování. Společným účelem žíhání kovů i plastů je pomocí řízených teplotních změn dosáhnout rovnovážných stavů struktury a tím i cíleně ovlivňovat vlastnosti.

Makroplasty versus mikroplasty

Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

Související články
Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

Zajímavosti ze světa 3D tisku

3D tisk nabízí stále nové možnosti uplatnění, ať už jde o vlastnosti nebo rozměry finálního výrobku, nebo o zcela nové aplikační oblasti. Jednou ze zajímavých novinek je 3D tiskárna na desky plošných spojů, která umožňuje výrobu prototypu nebo malé série během několika hodin. Nebo z jiného soudku - v největších výrobních systémech lze vytisknout plastové díly s rozměry kolem 900 mm. Pokud máte za to, že se vám investice do takového zařízení nevyplatí, není třeba zoufat, neboť technologie jsou dostupné i formou služby.

Modulární a flexibilní ochranné zábrany

S nově vyvinutými ochrannými zábranami podle EN ISO 14120 nabízí společnost Engel významné plus z hlediska bezpečnosti. Jejich modulární koncepce přináší zvlášť jednoduchou konfiguraci a snadnou montáž. Široký výběr ochranných panelů a funkčních prvků, jako jsou prostupy, rozváděče, kabelové kanály, otočné a posuvné dveře, umožňuje rovněž úspornou realizaci individuálních provedení.

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Plasty a kompozity v inovaci strojírenských výrobků

Plasty a kompozity s polymerní matricí přinesly revoluci v materiálových přístupech ke konstrukci strojírenských výrobků a zařízení. Nepřetržitě probíhající materiálové inovace v oblasti plastů a kompozitů spoluvytvářejí inovativní řešení ve strojírenství. Reagují na potřeby strojírenského průmyslu a stávají se kontinuálním procesem s jasnou perspektivou do budoucna.

Automatizované pracoviště elektroerozivního obrábění

Společnost Mesit foundry má za sebou šedesátiletou zkušenost z výroby odlitků metodou vytavitelného voskového modelu a více jak padesátiletou historii výroby vstřikovacích forem. V současnosti je dodavatelem kvalitních vstřikovacích forem pro plasty a forem pro přesné lití kovů, které využívají zákazníci, například při dodávkách největším světovým automobilkám.

Aditivní technologie (nejen) v leteckém průmyslu

3D tisk, neboli aditivní výroba, v dnešních dnech zažívá opravdový boom. Většina firem technického zaměření, které jsou na špičce v oblasti inovací, tuto technologii vlastní, nebo alespoň externě využívá. Obdoba této technologie však není v přírodě nová, ani nijak výjimečná.

Optimalizace plastových výlisků s obsahem přírodních vláken

V průmyslové výrobě, především v automobilovém průmyslu, se začíná prosazovat trend nasměrovaný k využívání obnovitelných materiálů, ke kterým mj. patří přírodní vlákna. Vývojáři nových výrobků se setkávají s požadavky na aplikační využití plastových materiálů vyztužených přírodními vlákny, jako jsou sisal, konopí, len atd.

Horké trysky jako nový standard

Studené plnicí kanály doprovázejí odvětví vstřikování plastů od prvopočátku. I dnes často vypadá tento způsob plnění dutiny jako ten nejjednodušší a nejelegantnější. Proč má tedy smysl zabývat se aplikací horkých trysek i do malých sérií a malých forem? Srovnejme oba způsoby plnění a porovnejme ekonomické přínosy.

Aditivní technologie pro Průmysl 4.0

Výrobní stroje pracující na principu aditivních technologií si generují samy vlastní výrobní strategii a dráhy. Nepotřebují zvláštní přípravu výroby. Ta spočívá pouze v umístění výrobku do výrobního prostoru stroje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit