快速生产汽车线束固定泡块的新技术

作者:本刊编译(原文来自Cannon) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-11-09
汽车线束是一套规整地集成了电线、接线端子和接头的部件。线束会遍布汽车的各个部位,以传递电子信号和供电,因此是一种“连接”汽车各个零件的非常重要的部件。

一种更高效的聚氨酯固定泡块,可将聚氨酯直接浇注到模内的线束上,以进行模塑生产。汽车行业要求这种特殊工艺的生产设备要更加自动化、更易于控制并且模具更智能。

汽车线束是一套规整地集成了电线、接线端子和接头的部件。线束会遍布汽车的各个部位,以传递电子信号和供电,因此是一种“连接”汽车各个零件的非常重要的部件。

每款汽车所用的线束,在设计上都必须兼顾车辆的电气要求和车形的特殊要求,因此每个设计都是独一无二的。

每套线束的成本大约是1000欧元,它复杂地集成了很多特殊合金制成的电线。如果都采用铜导线,可能会重达30 kg,而特殊的合金导线则更轻,且导电性优于铜线。为适应高温和极其恶劣的工作环境,线束的每个部分都使用了特殊的材料。

汽车行业对线束的要求几乎超过了所有其他的行业。

线束固定块是线束或集线管外面的一层保护套,保护电线穿过并密封上驾驶舱与发动机舱和行李箱之间的走线孔。现在,通常用软塑料橡胶和聚合膨胀材料来模塑生产线束固定块。这些线束固定块可以紧密地夹紧一组预制好的线束,这样,安装工人就可以在几秒钟内把整套线束铺设在车体的各个部位。另外,还有一种更高效的聚氨酯固定泡块,就是将聚氨酯直接浇注到模内的线束上,以进行模塑生产。

聚氨酯固定泡块的生产解决方案

聚氨酯泡块(即一种液体混合后反应固化,紧密地包裹住所有的线缆)由于稳固性好、密封性高,因而为这项应用提供了一种最佳的解决方案。生产的线束种类繁多,固定的嵌件也不规则,线缆和线管的数量也各有差异,这就对操作人员的技能和可视化管理提出了很高的要求,以避免生产中出现失误。

不同于老款汽车,现代汽车中的每个零部件,其成本和重量的优化,都要求不同车型的线束会有不同数量的线缆。这意味着,汽车行业高度集成化的供应链需要一种特殊的线束,才能在车辆总装时节省时间并避免失误。现在,客户要求每种规格的线束都要有一个产品码,线束集成的线缆不同,产品码的排列也不同。在组装几百根电线以及最后模塑聚氨酯泡块时,产品码可以清楚地表示出线束的价值以及故障造成的损失。

汽车行业要求这种特殊工艺的生产设备要更加自动化、更易于控制并且模具更智能。

康隆(Cannon)可提供全套的生产设备

汽车行业目前还只是在中高端的车型上使用复杂的线束和固定泡块,但以后会因为经济性与产品质量的提升而导致应用泡块的车型越来越多。

无论价值还是产量,预计未来HEV(混合动力汽车)将会成为汽车线束市场最大的应用领域。

一些劳动力成本较低的国家的汽车制造商对这项技术尤为关注,同时,货车和特种车辆的制造商也对此表现出了极大的兴趣。这一技术可以做出更复杂的模塑部件,且自动化程度更高。

康隆(Cannon)可为这项特殊的生产工艺提供专门的解决方案,包括复杂的模具和产品码识别程序——可准确地为每种线束选定对应的浇注程序。康隆(Cannon)可提供交钥匙的设备解决方案,用一个操作界面控制整个生产岛站。在这个复杂的过程中,用一种方法就可以保证提高多种规格线束的产量。

生产方尤其关注的是脱模后泡块的尺寸控制。聚氨酯计量设备校准时的微小误差,甚至机器周围湿度的变化,都会影响到高密度泡沫的膨胀效果,进而造成固定泡块的尺寸变大。这会导致在汽车装配线上出现严重问题,因为泡块变大将无法安装进车体的孔内,致使安装困难,还要在最后时刻调整尺寸,这种操作是无法满足汽车装配线精确的时间管理要求的!为此,聚氨酯计量设备必须具有最精确的流量和比例控制,而且还要配有一整套装置,以对温度进行最严格的控制,避免外界湿度对原料造成任何不良影响。

聚氨酯固定泡块的平均密度为800kg/m3,原料在室温下具有很高的粘度。

特殊的计量和混合系统

康隆(Cannon)Afros公司为这项应用开发了一款特殊配置的A-Compact 10计量设备,输送原料的硬管和软管会带有电加热,70L的料罐会配有搅拌器和空气干燥器,在物料管路上会增加额外的温度控制,而且在靠近混合头的位置还安装了传感器,可以闭环控制原料的流量和比例。

如果原料的粘度非常高或带有固体填料的话,设备还可以采用缸式计量系统,以应对这种特殊的液体原料。会有一个专门的上料站,多元醇一侧的料桶上还带有搅拌器,确保稳定地为机器料罐上料,以避免在生产过程中出现任何泡块密度的变化。

康隆(Cannon)FPL 7混合头可注射配方原料进入模具。它带有一个自清洁活塞杆的行程调节装置,可以提高混合效率,实现最佳的发泡质量。注射聚氨酯的重量通常在150~1000 g。如果原料带有固体填料,可选用大一点的、内部部件经过硬化处理的FPL 10混合头。

混合头会装在一个非常符合人体工程学的上下移动的吊臂上,可以最大程度的降低操作人员注射时的疲劳感。

一套智能型模具

模具在整套生产设备中也非常关键:需要非常复杂的三维设计,会从一束总线中分出多条又软又长的“分线”。

康隆(Cannon)的两家子公司——Tipos公司和Automata公司,联合开发了一款全电子控制的智能模具,可与计量设备和混合头互相通信,被称为MAS(模具自动化系统)。这款模具可解决复杂模塑生产的所有问题。

特殊情况下,线束会包含几百根不同直径的电线,所以必须预先对它们进行分组,通过各种插头或插座接到它们各自插接的位置。

生产固定泡块时,这些电线必须规整地安放到各个模腔内,模具关闭时不能压到这些线。在模具关键的位置还装有电子传感器,如果操作者漏了某组电线,会有提醒。操作的流程是:装入线束,关闭模具并密封模腔,放上混合头,注射聚氨酯原料。原料固化后,取下成品。

为保护好各组粗细不同的电线,可能会用到特殊的可变径的箍圈,将分出的各组电线固定在模腔的中央。模具上的传感器能控制并确保模具关闭,然后箍紧线束并检查模腔内线束的密封。

传感器与一个中央处理器相连,可检查线缆是否放置正确,如果出现非正常的状况,会有准确的信息提示。采用一个多重识别程序,可以避免在生产泡块时出现废品。

模具和线束会分别通过扫描一个条形码、二维码或者通过一个RFID进行识别。这两次识别在与计量设备通信并确定是同一个原料注射程序后,才注射原料。操作人员只需拿着混合头,将其放到原料注入口上、注完原料并固化后,再取下产品即可。

在预先设定的聚合反应固化时间结束时,一组信号会通知操作人员固化已结束,可以从模具内取下产品:密封和箍紧线束的系统会自动打开,然后模具会按正确的程序自动开模;也可以选择手动开模和取下带着固定泡块的线束。

操作人员亦可通过一个图形显示触摸屏HMI,在设备调试时设置正确的程序,把模塑时的飞边浪费降到最低。

最终,可以将所有的工艺数据、产品码、生产时间、模压和温度等记录到一个本地数据库中,或上传到康隆(Cannon)云服务器,以后可以用于产品追溯和数据分析。这一功能可适用在单站或多站的固定模具生产线上,混合头可悬挂在旋转吊臂上对准每个模具注射原料。

专业的服务

康隆(Cannon)在意大利米兰Caronno Pertusella的研发实验室有多位在线束固定泡块产品开发方面经验丰富的专家,实验室还有专门的设备供客户进行产品试制和鉴定。

康隆(Cannon)可提供线束固定泡块生产的全套设备,包括:计量设备、混合头、模具、自动化控制、覆盖全球的备件和售后服务,无论是线束固定泡块、汽车线束还是其他应用领域的制造商,康隆(Cannon)都可为其提供一站式的设备方案,优势是:优异的尺寸控制和机械性能,节约成本、减少飞边浪费,更快速的生产,实现高度柔性化的零库存和准时化的产品供应模式。

最近,康隆(Cannon)为欧洲、墨西哥、北非和南非的几个重要的线束制造商提供了多条线束固定泡块生产线,欢迎广大客户针对这类复杂模塑项目咨询关于产品试制、连接模具开发、原型设计和试验生产的服务。

新建项目

这种汽车电缆线束采用高密度的聚氨酯做固定泡块

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康隆(Cannon)Afros公司研发实验室拥有专用于固定泡块和线缆包裹的试验设备

新建项目 (1)

康隆(Cannon)Automata公司开发的用于管理聚氨酯固定泡块模塑工艺的软件和界面

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