JEC World 2019 Preview: Engel's Geavanceerde Composietverwerkingstechnologieën

Op de JEC World 2019 presenteert Engel Austria (Schwertberg, Oostenrijk) haar technologieën voor de verwerking van organische platen en unidirectionele tapes, in-situ polymerisatie, high-pressure resin transfer molding (HP-RTM) en flow molding met SMC.

Organomelt-proces voor thermoplastische prepregs

Engel demonstreert het organomelt-proces op de beurs, met voorbeeldonderdelen op de stand. Het proces omvat het vormgeven en functionaliseren van thermoplastische vezelversterkte composiet-prepregs, zoals organische platen en unidirectionele tapes. Versterkingsribben of montage-elementen kunnen bijvoorbeeld direct na het thermovormen worden overgiet met een thermoplast, wat een efficiënt en volledig geautomatiseerd productieproces mogelijk maakt. In de Verenigde Staten gebruikt Engel deze technologie voor de massaproductie van zware structurele onderdelen met laag gewicht en goede crasheigenschappen. Engel leverde een duo-injectiegietmachine, verschillende easix-gelenkrobots voor het voorbereiden van grote hoeveelheden metalen inserts en het hanteren van de organische plaat, een viper-lineaire robot en een Engel-infrarood (IR) oven als geïntegreerde systeemoplossing voor geautomatiseerde hoogvolumeproductie.

De Engel organomelt-technologie is geschikt voor organische platen en unidirectionele glas- en/of koolstofvezelversterkte tapes met een thermoplastische matrix. Om de efficiëntie te verhogen, kunnen de vezelstapels inline en in de injectiegietcyclus worden gelegd geconsolideerd. Naast gietmachines, robots en IR-ovens worden pick-and-place tape-stapelunits met optische beeldverwerking uit de eigen ontwikkel- en ontwerpafdeling gebruikt. Samen met partner Fill (Gurten, Oostenrijk) heeft Engel haar aanbod recentelijk uitgebreid met een consolidatie-eenheid voor vezelstapels met verschillende wanddikten.

In-situ polymerisatie van ε-Caprolactam

Een ander gepresenteerd proces is de in-situ polymerisatie van ε-caprolactam tot vezelversterkte kunststofcomposiet-ondersteuningsstructuren en hun functionalisatie in injectiegieten. In de Engel v-duo verticale machine verlopen de reactieve en injectiegietprocessen parallel. Dankzij de lage viscositeit van de gesmolten ε-caprolactam kunnen voorgevormde, droge versterkingstextielen bijzonder goed benat worden, wat volgens het bedrijf leidt tot een veerkrachtige binding bij polymerisatie tot polyamide 6 (PA6). Deze wordt in een tweede kaviteit van het mol functionaliseerd door overgieten van versterkende ribben en contouren van vezelversterkt PA6. Engel is de eerste leverancier op de markt die vertrouwt op de mogelijkheid om het vaste monomeer te smelten en te verwerken zoals vereist door in-situ polymerisatie, wat resulteert in een verminderde thermische belasting en dus hogere productkwaliteit. De lage bouwhoogte vereenvoudigt handmatig werk. Tegelijkertijd maakt de v-duo efficiënte automatiseringsoplossingen mogelijk, wat de industrialisatie van nieuw ontwikkelde verwerkingsmethoden versnelt.

HP-RTM voor Audi A8 achterpaneelen

Ook op de stand zijn de CRP-achterpaneelen van de Audi A8, geproduceerd door Voith Composites (Garching, Duitsland) op een Engel v-duo 1700 machine met het volledig geautomatiseerde HP-RTM-proces.

Flow molding met SMC voor tandwielhuizen

Engel presenteert ook tandwielhuizen van sheet molding compound (SMC). In een ontwikkelproject hebben Engel, het Institute for Polymer Product Engineering IPPE aan de Johannes Kepler Universiteit (Linz, Oostenrijk), Hexcel (Stamford, Conn., VS) en Alpex (Mils, Oostenrijk) een productieproces gebaseerd op flow molding voor tandwielhuizen ontwikkeld. Het uitgangsmateriaal is een plat koolstofvezel-prepreg met vezellengtes van 50 mm en een matrix van epoxyhars. Analyse van de eerste onderdelen toont gewichtsbesparing en verbeterde onderdeleigenschappen ten opzichte van het oorspronkelijke aluminiumonderdeel.

Volgens Engel is flow molding met SMC geschikt voor een breed scala aan vezelcomposietonderdelen, van geavanceerde zichtbare en outer-skin-onderdelen tot structurele onderdelen met geïntegreerde functionaliteit. In korte cycli zijn complexe geometrieën en lakbare oppervlakkwaliteit haalbaar. De Engel v-duo machine is geschikt voor SMC-verwerking vanwege haar krachtige meet- en regeltechnologie, flexibel compressiegietproces en geïntegreerde parallelismecontrole. De verwerkingsparameters zijn ook eenvoudig aan te passen aan de onderdeeleisen.