预浸料模压成型?康隆(Cannon)Ergos精于此道!

作者:本刊编译(原文来自Cannon) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2018-03-09
要想实现今天的创新型预浸料供应商们所预计的那样高的生产效率,就必须采用正确的工艺和高品质的设备。

康隆(Cannon)Ergos专为预成型和模压有着特殊要求的预浸料而设计的设备

康隆(Cannon)Ergos专为预成型和模压有着特殊要求的预浸料而设计的设备

要想实现今天的创新型预浸料供应商们所预计的那样高的生产效率,就必须采用正确的工艺和高品质的设备。在这两个方面,康隆(Cannon)Ergos已为欧洲、中国和美国领先的复合材料制造商们提供了完美的解决方案。

由碳纤维织物预浸上环氧树脂而制成的新一代预浸料材料,可通过模压工艺生产出复合材料零部件。与传统工艺相比,这种工艺具有更快的生产节拍速度。

这种可满足汽车轻量化零部件工业化大规模生产要求的工艺,通常是一种两步法的生产工艺:第一步,对平的预浸料片材进行预成型,让其接近最终的形状,以便为精确模压做好准备;第二步,用快速动作的压机进行模压,压机配有热的模具并具有足够的合模压力。这种解决方案,可确保采用现在的创新型预浸料片材生产出最好的模塑产品。

预浸料预成型设备:高效且快速

目前,汽车行业领先的OEM和零部件一级供应商都有用康隆(Cannon)的大型预成型设备来生产汽车复合材料部件

目前,汽车行业领先的OEM和零部件一级供应商都有用康隆(Cannon)的大型预成型设备来生产汽车复合材料部件

在此工艺中,首先必须对预浸料片材进行加热以使其软化,然后,一个专门的预成型设备再将其压成合适的形状。有时,需要使预成型件形成一个深度的拉伸,因此成型时需要特别注意:碳纤维片材不能拉伸过多,否则碳纤维会断裂或导致局部的材料变薄,同时,要确保预成型件不带有褶皱,这样才能保证最终零部件的外观和机械性能。

康隆(Cannon)的自动化预成型设备,可接受传统的卷材式上料,或是接受“用不同纤维预切成不规则形状的多层拼装片材”上料。

采用一套订制化的高效节能加热站,可缩短整个生产的节拍时间,一分钟内即可将纤维加热至80~90℃。在一个能往复移动的机架上,有两套智能抓手,预热完毕后,这两套智能抓手可牢固地抓起预浸料片材。抓持装置的夹持力很高,每个都有超过150kg的牵引力,且能单独控制在三轴上的独立运动:成型时,可以很容易地设置运动和夹子打开次序,以保证深度拉伸部件的生产重复精度达到最大。

康隆(Cannon)有专利的解决方案,可让预浸料片材有效地覆盖在模腔的不同位置,避免在成型的片材中出现褶皱。

这种特殊的开卷设备是康隆(Cannon)Ergos为此类碳纤维材料专门设计的

这种特殊的开卷设备是康隆(Cannon)Ergos为此类碳纤维材料专门设计的

处在往复移动的机架上的抓手,会在加热压机和成型压机间来回移动,以高效地传送全尺寸的预浸料片材。现在,康隆(Cannon)的预成型设备可抓持2.5m×2.5m的预成型件,合模力达3000 kN。如有特殊需要,康隆(Cannon)还可提供更大的解决方案。

这台预成型设备是一台高速液压压机,带有一套温控系统,可让模具保持在预浸料厂家要求的温度上,从而实现最短的预成型时间。

成型压机的里面还有额外的抓手,可以从4个边进行抓持和贴覆材料,从而提高材料成型时的主动控制。

不到一分钟,即可制成一件形状复杂的预成型件,然后由一个机械手将其取出。与此同时,下一片热的预浸料片材又从加热站被送入压机内。在循环的后期,还采用自动化的模式取出预成型的部件,这样可避免压机区内有工作人员手动操作介入。预成型件被取出后,通过一个冲切压机或一个机械手操作的轮廓切割机,可将其剪裁至需要的尺寸,这两种剪裁方案,康隆(Cannon)均可提供。为了在后面的操作中能够生产出最终的部件,这一步是不可或缺的。

预浸料模压成型:康隆(Cannon)精于此道

适用于实验室和产品开发的小型预成型和模压设备

适用于实验室和产品开发的小型预成型和模压设备

对于预浸料模压成型工艺,康隆(Cannon)Ergos依照快速生产循环的主要特点,以及各原料厂的原料对工艺的特殊要求,专门设计并制造了一款压机,其特点是:

1. 可让一个或两个下模具在前面往复移动,从而快速地送入预浸料,以及取出模压好的部件。

2. 改进型的液压组件既可实现快速合模(当模具接触到原料时),又能极其精确地控制缓慢加压的工作速度和压力。为了实现这两种功能,康隆(Cannon)Ergos在压板中间增加了一套液压缸,再结合传统的位于4个角的4个液压缸,还有一套非常精确的平行度主动控制系统,可确保模具达到非常好的平面度。

对于这种工艺,可采用合模力25000 kN的压机,它通常拥有3.6m×2.4m的压板和2.8 m的压板间隙,在边上有一个或两个往复移动的下压板。

大多数用预浸料片材制成的复合材料部件,厚度一般为2~4mm,可按汽车OEM厂家要求的最大尺寸进行模压。为确保对模具的控制,康隆(Cannon)Ergos建议再配上另外两套装置:一套是用于精确控制模内真空度的真空控制系统,一套是让模具保持在工艺要求的高温状态的模温机。

不同等级的树脂,一般要求的模具温度是150~160℃或190~200℃。现在,一个部件的平均脱模时间是5~15分钟不等:目前,更新的预浸料也在加紧研发之中,目标是更快的固化速度,以及使其达到模压钢板或铝板的结构强度。康隆(Cannon)压机设计的“件到件”的节拍时间可以到3分钟,包括在往复移动的下模具上的准备时间。

部件固化后,模具打开,自动取出部件,模压成型即已完成。部件表面可以达到很高的光洁度,透过一层完全透明的树脂层,可以清晰地看到碳纤维增强材料的织物纹理。只有当模具温度、合模压力和固化时间彼此结合并控制得恰到好处,才能做出一件漂亮而完美的部件。总之,无论是哪种类型的预浸料材料,只有严格地控制了生产工艺的各项参数,才能做出好的产品。

康隆(Cannon)“一家公司”可提供所有的技术和设备,这对于那些想要投资全套预浸料及HP-RTM复合材料生产解决方案的公司而言,意味着一站式的服务:如果客户想要整合一个复杂的工厂,让“一家公司”提供所有的技术和设备,要比几家公司各自提供单体式的设备然后再整合,更能保证最终产品的品质!

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