ENGEL Meluncurkan Sel Robotik Berbasis Infrared untuk Produksi Skala Besar Komposit Termoplastik Ringan

 

Sel produksi ENGEL menggunakan radiasi inframerah untuk memanaskan dan membentuk tiga lembar organik dengan ketebalan yang berbeda, dan membentuk permukaan terlihat berkualitas tinggi dalam tahap injeksi cetak yang sama.

Source | ENGEL

 

Produsen mesin injeksi cetak dan penyedia solusi sistem ENGEL Austria telah mengumumkan bahwa di pameran K 2019 (Düsseldorf, Jerman, 16-23 Oktober) akan memperkenalkan teknologi pengeringan inframerah sebagai bagian dari sel manufaktur yang memiliki preforming komposit dengan overmolding injeksi termoplastik.

ENGEL akan menggunakan proses organomelt untuk memproduksi bagian demo yang mencerminkan inovasi terbaru untuk modul pintu mobil. Sel produksi ENGEL dikatakan sebagai pertama di dunia yang menggunakan radiasi inframerah untuk memanaskan dan membentuk tiga lembar organik dengan ketebalan yang berbeda, serta membentuk permukaan terlihat berkualitas tinggi dalam tahap injeksi cetak yang sama. Sistem akan dilengkapi dengan tiga robot articulasi ENGEL easix yang beroperasi secara bersamaan.

"Komposit termoplastik semakin penting ketika berkaitan dengan pengurangan bobot di industri otomotif," kata Dr. Norbert Müller, kepala Center for Lightweight Composite Technologies ENGEL.

Ada dua alasan utama untuk ini. Pertama, pendekatan termoplastik yang konsisten memungkinkan integrasi yang efisien dari forming dan fungsionalisasi prepreg terpelapis serat, yang mengurangi biaya unit. Kedua, penggunaan polymer termoplastik secara eksklusif memudahkan pengembangan strategi daur ulang.

"Mengembalikan komponen komposit ke lingkaran material pada akhir masa pakai adalah salah satu prioritas untuk pengembangan berkelanjutan di sektor kendaraan listrik," kata Müller. "Solusi termoplastik sekarang semakin sering menjadi metode, bahkan dalam konstruksi pesawat."

Jawaban ENGEL atas kebutuhan transportasi berkelanjutan adalah organomelt. Dalam proses organomelt, prepreg terpelapis serat dengan matriks termoplastik seperti lembar dan tepat organik dipanaskan, dimasukkan ke cetakan, dibentuk di sana dan secara langsung di-overmold dengan termoplastik. Proses ini sudah digunakan dalam manufaktur volume tinggi, dengan organomelt ENGEL digunakan untuk produksi otomatis penuh item seperti front end carriers.

Saat proses terus berkembang, ENGEL bekerja sama dengan pelanggan dan mitra dalam aspek produksi merancang komponen komposit dengan distribusi beban yang ditargetkan.

"Di masa depan, beberapa prepreg yang berbeda akan digabungkan untuk setiap komponen untuk menyesuaikan karakteristik konstruksi ringan dengan bentuk komponen yang relevan serta berbagai stres pada area individual di dalam komponen," menjelaskan Müller. "Sel produksi di pameran K akan secara jelas menunjukkan potensi besar itu."

Proses cetakan dikembangkan dalam kemitraan dengan pemasok otomotif Brose (Coburg, Jerman). ENGEL mengatakan sel produksi saat ini adalah satu-satunya sistem di dunia yang dapat memproses secara bersamaan tiga lembar organik dengan bentuk berbeda antara 0,6 mm dan 2,5 mm ketebalan dalam proses otomatis penuh yang melibatkan oven terpadu IR. Berbagai stres pada area komponen individual dapat ditangani berkat pilihan tepat lembar organik berdasarkan distribusi beban – hasil yang Brose membantu memastikan melalui berbagai proses simulasi. Bagian demo yang akan diproduksi di pameran K, misalnya, lebih kaku di area bingkai jendela dibandingkan di dalam pintu.

 

 

Berbagai stres pada area komponen individual dapat ditangani berkat pilihan tepat lembar organik berdasarkan distribusi beban.

Sumber | ENGEL

 

 

Integrasi oven IR ultra-kompak

Salah satu tantangan dalam memproses lembar organik adalah pemanasan prepreg. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan dan mendinginkan bergantung pada ketebalannya. Memanaskan material dengan cepat tanpa merusaknya penting, seperti juga transisi yang cepat dan sederhana ke cetakan untuk prepreg yang sudah dipanaskan. Sel produksi organomelt ENGEL didasarkan pada mesin injeksi cetak duo 3660/800 dan mencakup dua oven IR terintegrasi untuk alasan ini. Ada oven IR vertikal yang ditempatkan langsung di atas unit clamping untuk memanaskan lembar organik, yang hanya tebal 0,6 mm. Dengan cara ini, lembar organik tipis mencapai cetakan dengan cepat, memastikan bahwa ia belum mendingin dan menjadi tidak dapat dibentuk. Oven IR horizontal standar pada tangga di atas platen yang bergerak akan digunakan untuk dua lembar organik yang lebih tebal (1 mm dan 2,5 mm). Pengaturan ini memendekkan jarak antara oven dan cetakan, serta menghemat ruang karena oven tidak memerlukan ruang lantai terpisah. Kedua oven IR dikembangkan dan diproduksi secara internal oleh ENGEL. Ini dan tiga robot easix sepenuhnya terintegrasi dengan unit kontrol CC300 IMM dan dapat dikontrol secara terpusat melalui layar mesin.

Semua tiga lembar organik dipanaskan pada waktu yang sama. Dua dari tiga robot easix kemudian tersedia untuk menangani lembar organik. Ini terletak berdampingan di atas unit clamping. Sementara robot pertama bertanggung jawab untuk menangani dua lembar organik yang lebih tebal, robot kedua menangani lembar tipis. Selama seluruh proses pemanasan, ia memegang lembar organik di depan lapangan radiasi vertikal sehingga dapat ditempatkan ke cetakan setelah periode pemanasan yang ditetapkan selesai. Robot ketiga terletak di samping unit clamping. Tugasnya adalah menghapus bagian yang dicetak, sementara pada saat yang sama memindahkan salah satu dari tiga lembar organik ke cetakan untuk proses injeksi cetak.

Lembar organik, yang diperoleh dari produsen bahan mentah China Kingfa (Shanghai, China), terbuat dari serat kaca dan menggunakan polipropilena sebagai material matriksnya. Saat cetakan – yang dibangun oleh Georg Kaufmann Formenbau (Remetschwil, Swiss) – ditutup, lembar organik dibentuk. Segera setelahnya, mereka di-overmold dengan polipropilena terpelapis serat kaca dalam cetakan yang sama. Tulang penguat dibentuk di bagian belakang komponen, sementara tekstur kulit buatan dibentuk di sisi terlihat.

"Saat overmolding langsung lembar organik, kita dapat mencapai finishing kulit buatan yang luar biasa, yang sebelumnya dianggap tidak mungkin ketika berkaitan dengan lembar organik," kata Müller. "Dengan demikian, kita meletakkan fondasi untuk produksi struktur pintu struktural termoplastik skala besar menggunakan proses organomelt di masa depan."

 

Otomatisasi memainkan peran kunci

Solusi produksi yang dikembangkan oleh ENGEL di Center for Lightweight Composite Technologies memiliki ciri khas efisiensi dan biaya-efektivitas tinggi – kedua hal merupakan kebutuhan penting untuk aplikasi produksi volume tinggi.

"Keahlian signifikan ENGEL dalam otomatisasi memainkan peran besar," kata Walter Aumayr, vice president divisi Automation and Composite Systems ENGEL.

Dengan tiga robot articulasi ENGEL easix yang semua beroperasi pada saat yang sama, sel organomelt di stand pameran ENGEL akan memberikan contoh terbaru dari pengolahan komposit terpadu, dan adalah sel produksi yang paling kompleks yang pernah ditampilkan ENGEL di pameran.

"Semakin banyak tahap proses yang kami sertakan dan semakin banyak sistem individual yang termasuk dalam sel produksi, semakin rumit proses secara keseluruhan," kata Aumayr. "Jadi sebagai penyedia solusi sistem, ENGEL telah memastikan bahwa ada logika operasi yang konsisten dan manajemen data bersama di seluruh sel, sehingga jauh lebih mudah untuk menggunakan robot articulasi. Robot easix dapat dioperasikan dengan relatif mudah oleh pekerja yang terlibat dalam injeksi cetak di lantai produksi."

Aspek khusus dari sistem ENGEL adalah oven IR juga sepenuhnya terintegrasi ke dalam unit kontrol CC300, memastikan bahwa ada logika operasi yang seragam untuk seluruh proses. Selain itu, karena mesin cetak, robot, dan unit periferal semuanya mengakses database yang sama dalam solusi sistem ENGEL, risiko kesalahan berkurang dan efisiensi meningkat. Tanpa memerlukan hardware tambahan, robot articulasi easix dapat menyinkronkan gerakannya dengan gerakan dalam cetakan, seperti yang dilakukan oleh core-pulls atau ejectors.

"Akibatnya, kita dapat mengurangi waktu siklus dan pengeluaran modal, terutama ketika berkaitan dengan sistem skala besar," kata Aumayr.