ENGEL memperkenalkan sel robot IR untuk produksi seri besar komposit termoplastik ringan
Sel produksi ENGEL menggunakan radiasi infra merah untuk memanaskan dan membentuk tiga lembaran organik dengan ketebalan yang berbeda, dan membentuk permukaan yang terlihat berkualitas tinggi dalam tahap proses pencetakan injeksi yang sama.
Sumber | ENGEL
Produsen mesin cetak injeksi dan penyedia solusi sistem ENGEL Austria telah mengumumkan bahwa pada pameran dagang K 2019 (Düsseldorf, Jerman, 16-23 Oktober) akan memperkenalkan teknologi curing inframerah sebagai bagian dari sel manufakturnya yang menampilkan komposit yang dibentuk sebelumnya dengan injeksi termoplastik overmolding.
ENGEL akan menggunakan proses organomelt untuk menghasilkan suku cadang demo yang mencerminkan inovasi terbaru untuk modul pintu mobil. Sel produksi ENGEL dikatakan sebagai yang pertama di dunia yang menggunakan radiasi inframerah untuk memanaskan dan membentuk tiga lembaran organik dengan ketebalan yang berbeda, serta membentuk permukaan yang terlihat berkualitas tinggi dalam tahap proses pencetakan injeksi yang sama. Sistem ini akan dilengkapi dengan tiga robot artikulasi ENGEL easix yang beroperasi secara bersamaan.
“Komposit termoplastik semakin penting dalam hal ringan di industri otomotif,” kata Dr. Norbert Müller, kepala Pusat Teknologi Komposit Ringan ENGEL.
Ada dua alasan utama untuk ini. Pertama, pendekatan termoplastik yang konsisten memungkinkan untuk secara efisien mengintegrasikan pembentukan dan fungsionalisasi prepreg yang diperkuat serat, yang mengurangi biaya unit. Kedua, penggunaan polimer termoplastik eksklusif membuatnya lebih mudah untuk mengembangkan strategi daur ulang.
“Mengembalikan komponen komposit ke loop material di akhir masa pakainya adalah salah satu prioritas untuk pengembangan berkelanjutan di sektor kendaraan listrik,” catat Müller. “Solusi termoplastik sekarang menjadi metode yang semakin sering digunakan, bahkan dalam konstruksi pesawat terbang.”
Jawaban ENGEL untuk kebutuhan transportasi berkelanjutan adalah organomelt. Dalam proses organomelt, prepreg yang diperkuat serat dengan matriks termoplastik seperti lembaran dan pita organik dipanaskan, dimasukkan ke dalam cetakan, dibentuk di sana dan langsung dicetak dengan termoplastik. Proses ini telah digunakan dalam manufaktur volume tinggi, dengan organomelt ENGEL digunakan untuk produksi barang yang sepenuhnya otomatis seperti pembawa ujung depan.
Seiring proses pengembangan lebih lanjut, ENGEL bekerja sama dengan pelanggan dan mitranya dalam aspek produksi dalam 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 tekanan yang berbeda pada masing-masing area di dalam komponen,” jelas Müller. “Sel produksi di acara K jelas akan menunjukkan potensi besar itu.”
Proses pencetakan dikembangkan dalam kemitraan dengan pemasok otomotif Brose (Coburg, Jerman). ENGEL mengatakan bahwa sel produksi saat ini adalah satu-satunya sistem di dunia yang dapat secara bersamaan memproses tiga lembaran organik berbentuk berbeda dengan ketebalan antara 0,6 mm dan 2,5 mm dalam proses otomatis yang melibatkan oven IR terintegrasi. Tekanan yang berbeda pada masing-masing area komponen dapat diatasi berkat pemilihan lembaran organik yang ditargetkan berdasarkan distribusi beban — hasil yang telah dibantu Brose untuk memastikannya melalui berbagai proses simulasi. Bagian demo yang akan diproduksi di K show, misalnya, lebih kaku di area bingkai jendela daripada di bagian dalam pintu.
Tekanan yang berbeda pada masing-masing area komponen dapat ditangani berkat pemilihan lembaran organik yang ditargetkan berdasarkan distribusi beban.
Sumber | ENGEL
Integrasi oven IR ultra-kompak
Salah satu tantangan dalam memproses lembaran organik adalah pemanasan prepreg. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan dan mendinginkan tergantung pada ketebalannya. Memanaskan material dengan cepat tanpa merusaknya adalah penting, seperti transisi yang cepat dan mudah ke cetakan untuk prepreg yang dipanaskan. Sel produksi organomelt ENGEL didasarkan pada mesin cetak injeksi duo 3660/800 dan mencakup dua oven IR terintegrasi untuk alasan ini. Ada oven IR vertikal yang ditempatkan tepat di atas unit penjepit untuk memanaskan lembaran organik, yang tebalnya hanya 0,6 mm. Dengan cara ini, lembaran organik tipis mencapai cetakan dengan cepat, memastikan bahwa itu belum mendingin dan menjadi tidak mungkin untuk dibentuk. Oven IR horizontal standar pada alas di atas pelat bergerak akan digunakan untuk dua lembar organik yang lebih tebal (1 mm dan 2,5 mm). Pengaturan ini memperpendek jarak antara oven dan cetakan, serta menghemat ruang karena oven tidak memerlukan ruang lantai yang terpisah. Kedua oven IR dikembangkan dan diproduksi sendiri oleh ENGEL. Robot ini dan ketiga robot easix terintegrasi penuh dengan unit kontrol CC300 IMM dan dapat dikontrol secara terpusat melalui tampilan mesin.
Ketiga lembaran organik dipanaskan secara bersamaan. Dua dari tiga robot easix kemudian tersedia untuk menangani lembaran organik. Ini terletak bersebelahan di atas unit penjepit. Sementara robot pertama bertanggung jawab untuk menangani dua lembaran organik yang lebih tebal, robot kedua menangani lembaran tertipis. Selama seluruh proses pemanasan, ia menahan lembaran organik di depan medan radiasi vertikal sehingga dapat ditempatkan ke dalam cetakan setelah periode pemanasan yang ditetapkan selesai. Robot ketiga terletak di sebelah unit penjepit. Tugasnya adalah mengeluarkan bagian cetakan, sekaligus memindahkan salah satu dari tiga lembar organik ke dalam cetakan untuk proses pencetakan injeksi.
Lembaran organik, yang diperoleh dari produsen bahan baku Cina Kingfa (Shanghai, Cina), terbuat dari serat kaca dan menggunakan polipropilena sebagai bahan matriksnya. Ketika cetakan — dibuat oleh Georg Kaufmann Formenbau (Remetschwil, Swiss) — ditutup, lembaran organik terbentuk. Segera setelah itu, mereka dicetak dengan polypropylene yang diperkuat serat kaca dalam cetakan yang sama. Tulang rusuk penguat dibentuk di bagian belakang komponen, sedangkan butiran yang terlihat seperti kulit dibentuk di sisi yang terlihat.
“Saat melapisi lembaran organik secara langsung, kita dapat mencapai tampilan kulit berbutir yang luar biasa, yang sebelumnya dianggap mustahil jika berkaitan dengan lembaran organik,” kata Müller. “Dalam hal itu, kami meletakkan dasar untuk memproduksi struktur pintu termoplastik struktural besar menggunakan proses organomelt di masa depan.”
Otomasi memainkan peran kunci
Solusi produksi yang dikembangkan oleh ENGEL di Pusat Teknologi Komposit Ringan khas untuk efisiensi tinggi dan efektivitas biaya — keduanya merupakan persyaratan penting untuk aplikasi produksi volume tinggi.
“Keahlian ENGEL yang cukup besar dalam otomatisasi memainkan peran utama,” kata Walter Aumayr, wakil presiden divisi Sistem Otomasi dan Komposit ENGEL.
Dengan tiga robot artikulasi easix ENGEL yang semuanya beroperasi pada waktu yang sama, sel organomelt di stan pameran dagang ENGEL akan memberikan contoh canggih pemrosesan komposit terintegrasi, dan merupakan sel produksi paling kompleks yang pernah dipamerkan ENGEL di pameran dagang.
“Semakin banyak tahapan proses yang kami gabungkan dan semakin banyak sistem individual yang dicakup oleh 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 artikulasi. Robot easix dapat dioperasikan secara relatif sederhana oleh pekerja yang terlibat dalam pencetakan injeksi di lantai toko.”
Aspek khusus dari sistem ENGEL adalah oven IR juga terintegrasi penuh 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 perangkat keras tambahan, robot artikulasi easix dapat menyinkronkan gerakannya dengan gerakan di cetakan, seperti gerakan core-pull atau ejector.
“Akibatnya, kami dapat mengurangi waktu siklus dan pengeluaran modal, terutama jika menyangkut sistem skala besar,” kata Aumayr.
