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威猛巴頓菲爾為L(zhǎng)EONHARD KURZ公司提供注塑生產(chǎn)單元
【塑料機(jī)械網(wǎng) 明星企業(yè)】 位于德國菲爾特市的LEONHARD KURZ公司已采用威猛巴頓菲爾公司的“一站式”注塑系統(tǒng)增強(qiáng)其產(chǎn)品研發(fā)和測(cè)試能力。
從二維卷軸式到第三維的發(fā)展
總部位于德國菲爾特市的LEONHARD KURZ公司研發(fā)并生產(chǎn)了可用于多種注塑應(yīng)用的裝飾性和功能性薄膜，可在注塑成型過程中利用金屬箔載體將其轉(zhuǎn)移到塑料件上。這種薄膜的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是技術(shù)和工藝開發(fā)，以及開發(fā)關(guān)于塑料件中拐角和輪廓線的三維建模。為了達(dá)到該目的，LEONHARD KURZ公司成立了一個(gè)多功能注塑成型技術(shù)中心。技術(shù)中心的設(shè)備包含兩個(gè)基于威猛巴頓菲爾伺服液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)SmartPower注塑機(jī)的生產(chǎn)單元，鎖模力分別為1200 kN和2100kN。
對(duì)于許多人來說，汽車已經(jīng)如第二個(gè)起居室，由于不斷增長(zhǎng)的出行密度，我們將在其中度過越來越多的時(shí)光。但是，人們不但無法在汽車中身心放松，反而面臨著大量的壓力因素。為了應(yīng)對(duì)這些壓力因素，近年來汽車制造商不僅持續(xù)增加了在改進(jìn)人體工程及其輔助系統(tǒng)中的投入，而且也在為駕駛員打造一個(gè)更舒適的環(huán)境，尤其是通過改善汽車配飾的表面質(zhì)量。這包含了使用觸感柔軟的彈性體材料對(duì)硬質(zhì)部件進(jìn)行覆蓋，或結(jié)構(gòu)件與裝飾品的結(jié)合，以及有著色和印花效果表面鍍膜薄膜。由于箔覆技術(shù)的發(fā)展，后者是具有大創(chuàng)新潛力的方法，應(yīng)用增長(zhǎng)率十分顯著。
不僅僅是高光澤、裝飾和防刮
自20世紀(jì)80年代以來，箔覆技術(shù)已經(jīng)在塑料件表面鍍層方面發(fā)揮越來越重要的作用。首先，它們主要被用于以通過燙印技術(shù)將金屬薄膜傳遞到塑料件表面的金屬箔載體。作為在注塑成型過程中將設(shè)計(jì)圖層和裝飾性印花置于零件表面的傳遞介質(zhì)，金屬箔的重要性日益增長(zhǎng)。采用卷軸式傳遞實(shí)現(xiàn)塑料件表面鍍層(IMD——通過卷軸式傳遞實(shí)現(xiàn)模內(nèi)裝飾)。KURZ集團(tuán)專門研發(fā)的一臺(tái)金屬箔供給機(jī)，在開模時(shí)同步拉出層壓箔網(wǎng)(通常由聚酯材料組成)，實(shí)現(xiàn)了由路徑控制的連續(xù)性設(shè)計(jì)和光導(dǎo)體定位的單圖像印制。此外，IMD模具特定的夾具和真空技術(shù)可高精度的夾持和配合模具型腔。隨后，薄膜被黏覆，并形成與塑料件相連的黏著力。開模過程中載體箔與薄膜分離，內(nèi)裝飾的零件正常脫模。這種裝飾方法也被稱為“干式印刷裝飾系統(tǒng)”(包含防護(hù)薄膜)。
位于德國菲爾特市的LEONHARD KURZ公司是塑料件表面鍍層行業(yè)的市場(chǎng)。除了傳統(tǒng)的燙印箔和模內(nèi)裝飾箔，KURZ集團(tuán)還提供廣泛的具有特殊效果或功能的裝飾品，如俗稱PMD(印花模具設(shè)計(jì))箔的零件。這些水晶般透明的聚碳酸酯箔印于精密協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)圖案兩側(cè)。通過這種方式可以為裝飾品創(chuàng)造出3D效果。然而，由于相對(duì)高的硬度和軟化溫度，PC箔不適合直接用于注塑機(jī)，而必須在注塑機(jī)外部切割成恰當(dāng)?shù)某叽绮⑿纬汕度爰S后在生產(chǎn)階段末期完成燙印步驟。將嵌入件鑲嵌到模具后，實(shí)現(xiàn)黏覆，形成汽車中控臺(tái)的儀表板。
圖1. 裝飾性和功能性薄膜，如紐倫堡市的Leonhard Kurz公司研發(fā)并生產(chǎn)的薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)新的設(shè)計(jì)理念，例如此處展示的車門面板薄膜，其背光多變可調(diào)
Varioform IMD方案增加了應(yīng)用范圍和降低單元成本
然而，加工聚酯箔的卷軸式IMD方法和PMD箔鑲嵌工藝都不是裝飾任務(wù)的通用方案。它們?cè)趹?yīng)用限制和成本兩方面均有差異。例如，在一個(gè)注塑成型周期內(nèi)由卷軸直接加工的IMD聚酯箔只能在相對(duì)狹小的范圍內(nèi)由三維拖拉而成。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)方案，KURZ集團(tuán)明智地將不同的方法在單一工藝中相互結(jié)合，開發(fā)出“Varioform 單步注射卷軸式IMD工藝”。
圖2：與模塑件內(nèi)部印制電容PolyIC傳感器相結(jié)合的PMD 嵌入件
負(fù)責(zé)技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新的Martin Hahn解釋到：“這種技術(shù)的發(fā)展拓展了基材(如PP或ABS-TPU)在鍍膜注塑成型系統(tǒng)里的廣泛選擇。零件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)新的選擇方案，同時(shí)利用多樣化設(shè)計(jì)觀念，從經(jīng)濟(jì)的角度上實(shí)現(xiàn)“單步注射卷軸式IMD工藝”有更大的3D可塑性”。
與標(biāo)準(zhǔn)化IMD工藝相似，設(shè)計(jì)方案的變更是通過簡(jiǎn)單地變換箔軋輥而實(shí)現(xiàn)。也可以加工出大量的單一圖案、連續(xù)性裝飾品和功能性箔。這也使得以合理的成本實(shí)現(xiàn)極高質(zhì)量的表面設(shè)計(jì)成為可能。因此， IMD Varioform工藝成為了KURZ應(yīng)用技術(shù)的下一個(gè)環(huán)節(jié)。
對(duì)于KURZ集團(tuán)來說，工藝和應(yīng)用技術(shù)是取得成功至關(guān)重要的因素。“因此，我們的注塑成型技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)通過增加適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)和測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張。在綜合分析成本和利潤之后，我們決定購置兩個(gè)威猛巴頓菲爾公司的注塑成型單元。我們看重的是他們的“一體化”概念，這意味著注塑機(jī)與所有的輔助設(shè)備，例如同樣來自威猛集團(tuán)的機(jī)械手、零件輸送系統(tǒng)、上料機(jī)、模溫機(jī)和潔凈室等，可以彼此協(xié)作，并可通過威猛4.0軟件進(jìn)行內(nèi)部之間或與外部通訊”。
圖3：KURZ集團(tuán)通過兩臺(tái)基于SmartPower注塑機(jī)的鎖模力分別為2,100和1,200 kN的“一體化”生產(chǎn)單元提高了它的應(yīng)用技術(shù)能力
采用SmartPower注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)
為了以大程度實(shí)現(xiàn)KURZ工藝技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)緊密結(jié)合，KURZ集團(tuán)決定購置兩臺(tái)伺服液壓SmartPower系列注塑機(jī)，即鎖模力2100kN的SmartPower 210/750和鎖模力1200kN的SmartPower 120/350，每臺(tái)機(jī)器均配有一臺(tái)威猛W918機(jī)械手和自動(dòng)計(jì)數(shù)輸送帶。KURZ集團(tuán)已經(jīng)為每臺(tái)注塑機(jī)的鎖模單元配備了卷軸式箔喂料單元。
圖4：兩臺(tái)注塑機(jī)均配置了卷軸式箔給料單元，機(jī)械手加載了一個(gè)箔加熱板和一個(gè)操作側(cè)的真空夾具進(jìn)行成品取放
LEONHARD KURZ公司項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)Fabian Bürkel和威猛巴頓菲爾公司注塑機(jī)銷售工程師Marcus Otto共同負(fù)責(zé)兩個(gè)系統(tǒng)詳細(xì)的構(gòu)想。Fabian Bürkel回顧道：“對(duì)我們重要的一點(diǎn)是，試驗(yàn)中獲得的工藝參數(shù)到我們的潛在用戶運(yùn)行實(shí)踐之間的可傳遞性。我們想要盡可能地不受輔機(jī)引發(fā)的各種影響。威猛巴頓菲爾輔助設(shè)備直接互連和協(xié)作的概念可以讓我們將精力完全集中在注塑工藝及其相應(yīng)廣泛的箔系統(tǒng)之間的協(xié)作上”。
圖5：生產(chǎn)單元由LEONHARD KURZ公司項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)Fabian Bürke和威猛巴頓菲爾公司注塑機(jī)銷售工程師Marcus Otto共同設(shè)計(jì)
追求三維模型的高地
新性能測(cè)試的主要焦點(diǎn)在于提高作為注塑成型工藝一部分的三維箔拉伸工藝(通過紅外預(yù)加熱和模內(nèi)真空成型技術(shù))的水平，以及系統(tǒng)性優(yōu)化澆口位置以便減小注射塑料熔體時(shí)對(duì)載體箔彈性的影響。當(dāng)前產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)重要的間接作用是使注塑件的拐角處避免起皺，以及注塑件輪廓線上的箔可安全折疊。(請(qǐng)注意：此處的折疊意為折彎裝飾品，即塑料箔，繞載體件邊緣彎曲90°或180°，隨后將箔的彎曲邊緣固定在載體件的后側(cè))
圖6：來自LEONHARD KURZ公司當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目(擴(kuò)大熱成型的規(guī)模和潛力以便形成不同的箔拐角和半徑)的實(shí)例
制作車門內(nèi)部面板的成功案例展示了KURZ集團(tuán)應(yīng)用工藝的實(shí)力。這里，局部半透明的裝飾性箔/ IMD單一印花系統(tǒng)通過IML技術(shù)與注塑件內(nèi)部的印制電容性PolyIC傳感器相結(jié)合。二者在一個(gè)注塑周期內(nèi)黏覆成型。傳感器用于觸摸控制照明開關(guān)和調(diào)光功能，這使得LED光源的顏色可以變化。
圖7：汽車門板可視側(cè)的IMD技術(shù)應(yīng)用。此外，一個(gè)PolyIC公司(KURZ集團(tuán)的一家子公司)的預(yù)制箔組份被放置于模塑件后側(cè)，配置了印制傳感器以便整合照明開關(guān)和調(diào)光功能
一個(gè)類似的項(xiàng)目將在2019K展第15號(hào)館C06展位的威猛巴頓菲爾公司的產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)集中展示，敬請(qǐng)期待！
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