用于热塑性塑料部件的聚氨酯包覆成型工艺

作者:德国伊之密有限公司 Benjamin Wessling 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-10-12
ReactPro智能技术解决方案是集成了注塑成型与聚氨酯包覆成型的组合技术,可实现高品质、多组分零部件快速、经济的生产。这其中,除了注塑机和聚氨酯系统外,先进的模具技术也发挥了非常关键的作用。

注塑成型与聚氨酯包覆成型的组合

注塑成型是一种适用于塑料零部件大批量生产的经济性解决方案。当生产拥有高质量表面的复杂多组分零部件时,可以在单独的过程中采用注塑工艺生产出各个组分,随后进行组装。但从经济角度来看,这种生产方式并不十分理想。如果能在的单一步骤的工艺中高效地生产出复杂零部件会带来更大的经济效益。

作为一家专注于在线成型工艺研发的企业,伊之密为了更好地满足市场需求而开发了一种注塑成型与聚氨酯(PU)包覆成型的组合工艺。它将注塑成型的经济性与多功能PU材料吸引人的外观相结合,实现了高品质零部件快速、经济的生产。

快速成型高质量表面

不同的应用对于产品表面会提出不同的要求,有时,简单的注塑工艺无法予以满足。而在零部件表面包覆塑料涂层的工艺,为满足这些要求提供了经济有效的解决方案。将具有预期光学和触觉效果的材料喷涂到基体材料上,并将这种表面处理工序直接集成到生产工艺中,这种生产方式带来了许多优势,包括:

1.适用于复杂多组分零部件的生产,经济、高效;

2.一步成型,无需诸如喷涂、镀膜等后处理步骤,从而实现了更短的周期时间;

3.拥有高设计自由度;

4.无过度喷涂,由此降低了材料成本,环保;

5.具有经济吸引力。

领先的合作伙伴

注塑成型与PU包覆成型的组合技术需要很多不同领域的专业知识。除了注塑机和PU系统外,模具技术与材料选择也十分关键。为了确保高品质的产品,所有单元必须完美配合,而合格的合作伙伴网络有助于实现流畅的流程整合。伊之密是一家的位于中国的全球性公司,其核心竞争力之一是注塑成型,并致力于为客户提供完整的复杂产品系统解决方案。2018年,伊之密德国公司在亚琛工业大学科学园区成立,为实现最高水平的研究带来了保证。同时,联合其他创新合作伙伴,伊之密在德国为全球市场开发特殊技术。

在PU包覆成型领域,伊之密与德国Frimo集团有限公司(以下简称“Frimo”)以及德国GK Concept展开了合作,并创建了智能技术解决方案ReactPro品牌。在该品牌下,伊之密和Frimo开发了注塑成型与PU包覆成型的组合工艺技术系统。其中,Frimo提供的PU系统采用了紧凑型模块化设计,节省空间,可轻松集成到伊之密注塑机中。

智能模具概念

在注塑成型与PU包覆成型的组合技术中,模具技术发挥了非常关键的作用。伊之密与其长期合作伙伴GK Concept共同开发了这项模具技术。

图1中显示了用于注塑成型与PU包覆成型组合技术的传统模具。其工作原理是:首先注入热塑性塑料(TP),成型出基体,然后旋转装置将基体带入PU模具中;在下一个循环,采用PU对基体进行包覆成型,与此同时。有新的热塑性塑料注入,成型出新的基体。在这项技术中,热塑性基体的成型周期和PU涂层的反应时间是相关的。

此图中显示了用于注塑成型与PU包覆成型组合技术的传统模具,这类模具通常采用一个旋转装置
图1 PU包覆成型采用的传统模具技术

GK Concept的模具概念InPUR(如图2所示)是为注塑成型与PU包覆成型的组合工艺而量身订制。与注塑工艺相比,PU系统的压力相对较低,这意味着较低的锁模力即可满足生产要求。InPUR模具概念采用两个PU模具和一个注塑模具,其中注塑模具位于中间位置,每侧各有一个PU模具。PU模具交替工作。在每个循环中,注塑模具内部生产一个热塑性基体;在随后的循环中,基体被交替地插入相应的PU模具中进行包覆成型。PU模具拥有集成的闭合机构,它们每隔一个周期交替打开,这允许PU有较长的固化时间,而不会对热塑性基体的成型周期产生负面影响。由于PU包覆成型过程的压力相对较低,因此,PU模具在锁模板外部区域放置即可。

此图中显示的是GK Concept的模具概念InPUR
图2 InPUR模具技术

与采用旋转装置的传统模具技术相比,InPUR模具概念带来了许多优势,包括:

1.模具设计紧凑,所需的模板间距小,可以采用更小的设备;

2.无需复杂的机器技术;

3.在两个PU模具中,PU材料可以得到更充分的反应。

经济的解决方案

凭借上述的智能模具概念,使得选择伊之密ReactPro智能技术解决方案的加工商们可以在一个较小的设备中一步成型出高品质的双组分产品。在Chinaplas 2019展会中,伊之密现场演示了发动机盖(如图3所示)的生产,所用的热塑性塑料基体原料为AKROMID B3 GF 20 2RM-D(4164)(Akro-Plastic公司),表面PU包覆成型原料为Puriflow 911(VottelerLackfabrik公司)。在即将举行的K 2019展会中,这项技术将再度亮相。

伊之密的ReactPro智能技术解决方案将在K 2019展会中展出。此图是该技术在Chinaplas 2019展会中生产的汽车发动机盖样品
图3 由AKROMID B3 GF 20 2RM-D(4164)+ Puriflow 911制造的发动机盖样品

值得一提的是,ReactPro解决方案采用了模块化设计,并通过使用标准化组件进一步降低了成本。PU模块采用法兰连接到注塑机的前侧。注塑机的安全围栏也得到了扩展,将PU单元包含其中。而这种一体化解决方案实现起来非常便捷,只需对现有的伊之密注塑机进行几个步骤的改造。

综上,ReactPro智能技术解决方案能够为客户带来如下优势:

1.占地面积小;

2.无需昂贵的机器技术;

3.两个PU模具交替运行,使得PU的反应时间不会对生产部件的整体周期产生负面影响;

4.所需设备吨位较小;

5.周期时间短;

6.设计自由度更高;

7.无需返工;

8.具有经济吸引力。

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