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高质量低成本的MuCell微发泡注塑成形技术

   日期:2019-02-22     浏览:1026    评论:0    
采用Dolphin技术能够在一个生产工序中生产出柔软触感的汽车内饰件,
如仪表板外壳,而传统的工艺通常需要三个工序Rhodia与Trexel战略合作的一个重要行动是,与位于德国Dillenburg的Weber公司合作,使用Weber为欧洲一家重要的OEM设计的用于生产引擎装饰盖的系列荆具进行工业化试生产。尽管没有对模具进行仁何改动,但仍然生产出了外观质量很好的产品。据了解在NPE展会上展出的引擎装饰盖是由位于奥地利Braunau的EKB Elektro-und Kunstofftechnik GmbH公司试制生产的。在生产中,该公司采用了500t的注塑机和90mm 的MuCell 螺杆。
该工业化的试生产表明,TECHNYL Xcell材料除了具有优异的刚性稳定性、热变形温度和缺口冲击性能外,还能节省10%的密度。因此当被用于MuCell 工艺时,其所带来的优势包括重量减轻、制品的翘曲变形小、注射成型快、注塑压力和模内应力都更低。
采用MuCell工艺和TECHNYL Xcell材料成型的Weber引擎装饰盖具有出色的表面质量"很多行业的用户已经体验到了使用MuCell微发泡工艺生产的制品所拥有的质量、性能、成本效益等方面的优势。" Rhodia聚酰胺业务市场战略部总经理Philippe Guinot说,"Weber引擎装饰盖的试制成功表明,Rhodia开发的TECHNYL XCell PA6.6 和TECHNYL Xcell PA6 级别的材料,以及经优化的MuCell工艺为制品带来了优异的力学性能,且保证了制品的表面质量。"
"这个协议还涉及到由Rhodia负责对材料做进一步的改进,用以克服在材料被注射入模具中时,材料和模具之间有气流进入。" Trexel的总裁兼首席执行官David Bernstein说,"Trexel 对MuCell微发泡工艺参数做了进一步的优化,包括注射面(profiles)、浇口尺寸、注射速度、模塑温度和熔体温度等,以期获得无可挑剔的表面质量。其中关键在于材料配方的突破和工艺的持续优化。"
减少结构部件的翘曲变形
Schefenacker Vision Systems Australia Pty Ltd的主要产品是汽车内饰,以及外饰中的后视镜和后视镜调节器,产品主要供应给澳大利亚的4家汽车制造商。同时,其后视镜还供应给美国的Ford、日本的Mazda、Suzuki 和Isuzu公司,而后视镜调节器则销售给该公司在法国、西班牙、英国和美国的姐妹公司。因此,出口占到了该公司整个业务的80%。2004年,Schefenacker 开始进入汽车门把手市场,并从该项业务中获得了更多的收益。
Ford的表壳框架(Case frame)采用50%玻纤增强的PBT制成 最近,Schefenacker和Trexel一起,为Ford和Toyota开发了两种创新性的结构部件。据Schefenacker 的生产工程师Joe Kennedy介绍,通常情况下,注塑生产中的关键因素是成型周期,但对于这两个项目,成型周期并不是他们考虑的重点,避免部件的翘曲、获得较好的尺寸稳定性才是这两种结构部件成型的关键。"过去我们已经节省了10%的成型周期,现在我们采用MuCell工艺的目的是为了减少部件的翘曲变形。我们从Trexel 那俚得到了很好的技术支持。目前我们拥有3台可用于MuCell工艺的生产设备,另外还有一台正在订购中。每年我们将为Ford提供35万套表壳框架(Case frame),为此项目我们将使用1~2台设备用于全日制生产。"
Ford 的表壳框架(Case frame)采用了50%玻纤增强的PBT材料,在一个双型腔的模具中成型,成型周期仅为46s。生产该制品采用了420t的Arburg设备,但实际上其所需要的合模力仅为200t。据Schefenacker 称,实芯制品通常需要650t的设备。"制品最终的重量是754g。我们减轻了10%的重量,而且翘曲变形确实减少了,尤其是在支架部位。" Kennedy 说。
使用MuCell微发泡工艺生产的Hyundai Elantra 的HVAC盖重量极轻,
同时还帮助降低了汽车的噪音Toyota 的门把手框(Door Handle frame)采用的是30%玻纤增强的尼龙材料,在一个4型腔的模具中成型,成型周期为40s。制品最终的重量是85g,减轻了10%。同时翘曲变形也明显减少。该生产是在一台350 t的Engel注塑机上完成的,所需要的合模力仅为100t,相比较而言,实芯制品则要求350t的合模力。
"这些项目运作得很成功。我们所追求的尺寸稳定性已经实现。然而,如果没有MuCell工艺,这些目标是无法实现的。" Kennedy说,MuCell工艺帮助该公司减少了制品的翘曲变形,同时制品重量的减轻和成型周期的缩短还为其带来了额外的利润。
缩短车锁壳体的成型周期
一家大型的车锁系统生产商获得了北美一家OEM的大订单,为该OEM提供车锁壳体(lock housing)。为此,该公司采用了位于德国Espelkamp 的Erwin Quarder Systemtechnik 公司为其提供的产品设计、模具和塑料壳体的生产方案。Erwin Quarder 提供的创新性方案被称为"Tandem 模具"。这一高设计水平的模具通过与MuCell微发泡工艺的联合,大幅度缩短了产品的成型周期。
Tandem 模具使用了叠层模具(a double daylight mold)的概念,即在两个型腔中轮流注塑,当一个制品冷却时,注塑另一个制品。在全合模力的作用下,模具处于关闭状态以完成注塑和保压过程。
MuCell微发泡工艺与Tandem 模具的联合所带来的最大好处是,缩短了保压时间。
在Erwin Quarder的工业化试生产中,与传统的、使用单层模具生产实芯制品的注塑成型相比,使用Tandem模具节省了33%~35%的成型周期。然而,当Tandem 模具与MuCell微发泡工艺联合使用后,成型周期可节省50%以上。
基于目前的成功经验,Erwin Quarder正在制造一个"4 + 4 "的Tandem模具,以采用MuCell工艺生产车锁壳体。该公司将在德国采用420t的Krauss-Maffei设备进行试制,然后转向北美进行批量生产,届时Trexel也将提供一整套技术支持。
用于TPV 耐候密封条的生产
目前,ExxonMobil Chemical 在日本Chidori 的Santoprene TPV 技术开发中芯安装了一条用于MuCell微发泡工艺的TPV 挤出生产线。
Santoprene TPV 技术开发中芯主要支持地域性的TPV 开发项目,为亚洲汽车行业开发耐候性MuCell TPV 密封条,重点是针对韩国和日本的客户。另外,该技术开发中芯还为其他地区开发新的应用。
据ExxonMobil Chemical介绍,该公司专为MuCell微发泡工艺而设计的新型Santoprene TPV F150 级材料克服了传统TPV 材料的很多弱点和不足,同时还提高了材料的弹性、柔软性、可发泡性和表面性能。与传统的不可循环利用的EPDM橡胶耐候密封条相比,该TPV材料制成的耐候密封条不仅可循环利用,而且重量更轻,并有更多的颜色可供选择。针对目前日本和韩国的很多汽车厂商对TPV耐候密封条的迫切需求,Santoprene TPV 技术开发中芯将首次采用Berstorff的挤出生产线以及MuCell微发泡工艺进行就候密封条的生产。
Trexel公司首席执行官David Bernstein介绍说,目前在欧洲及世界其他地区,已有很多耐候密封条的生产商安装了Berstorff 的设备。基于Berstorff 设备的应用基础,生产商可以方便地对Berstorff 设备进行升级,用于MuCell微发泡工艺来生产TPV耐候密封条。
高尺寸稳定性的HVAC系统盖
通常,在汽车的HVAC系统中,冷却风扇产生的强大空气流被用于吹散引擎散热器和压缩机的热量。这往往带来很大的噪音,带给人不舒适的感觉。为此,Hyundai 在其Elantra车上安装了采用MuCell微发泡工艺成型的轻型高性能的HVAC系统盖,从而为驾乘者带来了舒适的感觉。
尽管HVAC系统盖不属于高性能部件,但由于这一部件位于引擎盖下,常常处于极高或极低的环境温度中,因此提高该部件的尺寸稳定性非常重要。
对于韩国的汽车制造商而言,MuCell微发泡工艺是一项较新的技术,为了确保该工艺的可靠性,他们在试生产的过程中,对采用该工艺生产的不合格品率与传统注塑成型方法进行了仔细的对比,结果令人满意。此外,他们利用该工艺还减轻了9%的部件重量。
Trexel 在韩国的合作伙伴PlusHUB 的市场总监S.K. Lee说:"很多制造商都在寻求各种方法,以期降低部件的成本,但是,真正有效的方式是减轻汽车的重量,以此来降低生产成本。Hyundai 的HVAC系统盖的生产就是一个很好的例子。采用MuCell微发泡工艺能优化生产工艺,得到高质量的制品,从而使部件获得良好的尺寸稳定性和使用性能,以及更轻的重量,并且能帮助降低汽车的噪音。
 
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