ENGEL revela célula robótica IR para a produção em grande série de compósitos termoplásticos leves

A célula de produção da ENGEL usa radiação infravermelha para aquecer e formar três folhas orgânicas de diferentes espessuras e moldar uma superfície visível de alta qualidade no mesmo estágio do processo de moldagem por injeção.
Fonte | ENGEL


A ENGEL Austria, fabricante de máquinas de moldagem por injeção e fornecedora de soluções de sistemas, anunciou que, na feira comercial K 2019 (Düsseldorf, Alemanha, 16 a 23 de outubro), apresentará uma tecnologia de cura por infravermelho como parte de sua célula de fabricação que apresenta compósitos pré-formados com injeção de termoplástico sobremoldagem.

A ENGEL usará o processo organomelt para produzir peças de demonstração que refletem as últimas inovações em módulos para portas de carros. A célula de produção da ENGEL é considerada a primeira no mundo a usar radiação infravermelha para aquecer e formar três folhas orgânicas de diferentes espessuras, bem como moldar uma superfície visível de alta qualidade no mesmo estágio do processo de moldagem por injeção. O sistema será equipado com três robôs articulados ENGEL easix operando simultaneamente.

“Os compósitos termoplásticos estão crescendo em importância quando se trata de redução de peso na indústria automotiva”, disse o Dr. Norbert Müller, chefe do Centro de Tecnologias de Compostos Leves da ENGEL.

Existem duas razões principais para isso. Em primeiro lugar, a abordagem termoplástica consistente torna possível integrar com eficiência a formação e funcionalização de pré-impregnados reforçados com fibra, o que reduz os custos unitários. Em segundo lugar, o uso de polímeros exclusivamente termoplásticos facilita o desenvolvimento de estratégias de reciclagem.

“Devolver componentes compostos ao ciclo de material no final de sua vida útil é uma das prioridades para o desenvolvimento contínuo no setor de veículos elétricos”, observa Müller. “As soluções termoplásticas estão se tornando um método cada vez mais frequente, mesmo na construção de aeronaves.”

A resposta da ENGEL para a necessidade de transporte sustentável é o organomelt. No processo organomelt, pré-impregnados reforçados com fibra com uma matriz termoplástica, como folhas orgânicas e fitas, são aquecidos, inseridos no molde, formados lá e diretamente sobremoldados com termoplástico. O processo já foi usado na fabricação de alto volume, com o organomelt ENGEL usado para a produção totalmente automatizada de itens como carregadores front-end.

À medida que o processo passa por um desenvolvimento adicional, a ENGEL está trabalhando junto com seus clientes e parceiros nos aspectos de produção do projeto de componentes compostos com uma distribuição de carga direcionada.

“No futuro, vários pré-impregnados diferentes serão combinados para cada componente para adaptar as características de construção leve à forma do componente relevante, bem como às diferentes tensões em áreas individuais dentro do componente”, explica Müller. “A célula de produção na feira K demonstrará claramente esse grande potencial.”

O processo de moldagem foi desenvolvido em parceria com o fornecedor automotivo Brose (Coburg, Alemanha). A ENGEL diz que a célula de produção é atualmente o único sistema no mundo que pode processar simultaneamente três folhas orgânicas de formatos diferentes entre 0,6 mm e 2,5 mm de espessura em um processo totalmente automatizado envolvendo fornos infravermelhos integrados. As diferentes tensões nas áreas de componentes individuais podem ser tratadas graças à seleção direcionada de folhas orgânicas com base na distribuição de carga - um resultado que Brose ajudou a garantir por meio de uma variedade de processos de simulação. A parte demo a ser produzida na feira K, por exemplo, é mais rígida na área da moldura da janela do que na parte interna da porta.





As diferentes tensões nas áreas de componentes individuais podem ser tratadas graças à seleção direcionada de folhas orgânicas com base na distribuição de carga.

Fonte | ENGEL

Integração de forno infravermelho ultracompacto

Um dos desafios do processamento de folhas orgânicas é o aquecimento dos pré-impregnados. O tempo que levam para aquecer e esfriar depende de sua espessura. Aquecer o material rapidamente sem danificá-lo é importante, pois é uma transição rápida e direta para o molde do pré-impregnado aquecido. A célula de produção de organomelt da ENGEL é baseada em uma máquina de moldagem por injeção duo 3660/800 e inclui dois fornos IR integrados por este motivo. Há um forno infravermelho vertical posicionado diretamente acima da unidade de fixação para aquecer a folha orgânica, que tem apenas 0,6 mm de espessura. Dessa forma, a fina folha orgânica chega rapidamente ao molde, garantindo que ainda não tenha esfriado e fique impossível de se formar. Um forno infravermelho padrão horizontal em um pedestal acima da placa móvel será usado para as duas folhas orgânicas mais espessas (1 mm e 2,5 mm). Essa disposição diminui a distância entre o forno e a fôrma, além de economizar espaço, uma vez que o forno não precisa de espaço separado no chão. Ambos os fornos IR foram desenvolvidos e fabricados internamente pela ENGEL. Estes e os três robôs easix são totalmente integrados à unidade de controle CC300 do IMM e podem ser controlados centralmente por meio do visor da máquina.

Todas as três folhas orgânicas são aquecidas ao mesmo tempo. Dois dos três robôs easix estão então disponíveis para lidar com as folhas orgânicas. Eles estão localizados próximos um do outro, acima da unidade de fixação. Enquanto o primeiro robô é responsável pelo manuseio das duas folhas orgânicas mais grossas, o segundo robô cuida da folha mais fina. Durante todo o processo de aquecimento, ele mantém a folha orgânica em frente ao campo de radiação vertical para que possa ser colocada no molde após o período de aquecimento definido. O terceiro robô está localizado próximo à unidade de fixação. Sua função é remover a peça moldada e, ao mesmo tempo, mover uma das três folhas orgânicas para dentro do molde para o processo de moldagem por injeção.

As folhas orgânicas, que foram obtidas da fabricante chinesa de matéria-prima Kingfa (Xangai, China), são feitas de fibras de vidro e utilizam polipropileno como material de matriz. Quando o molde - construído por Georg Kaufmann Formenbau (Remetschwil, Suíça) - fecha, as folhas orgânicas são formadas. Em seguida, são sobremoldados com polipropileno reforçado com fibra de vidro dentro do mesmo molde. As nervuras de reforço são moldadas na parte de trás do componente, enquanto um grão com aspecto de couro é moldado no lado visível.

“Ao sobremoldar diretamente as folhas orgânicas, podemos obter uma aparência de couro granulado excepcional, o que antes era visto como impossível quando se tratava de folhas orgânicas”, disse Müller. “Nesse sentido, estamos lançando as bases para a produção de grandes estruturas de portas termoplásticas estruturais usando o processo organomelt no futuro.”

A automação desempenha um papel fundamental

As soluções de produção desenvolvidas pela ENGEL em seu Centro de Tecnologias de Compostos Leves são diferenciadas por sua alta eficiência e economia - ambos requisitos essenciais para aplicações de produção de alto volume.

“A experiência considerável da ENGEL em automação desempenha um papel importante”, afirma Walter Aumayr, vice-presidente da divisão de sistemas compostos e automação da ENGEL.

Com três robôs articulados ENGEL easix, todos operando ao mesmo tempo, a célula organomelt no estande da ENGEL na feira fornecerá um exemplo de última geração de processamento integrado de compostos e é a célula de produção mais complexa que a ENGEL já exibiu uma feira comercial.

“Quanto mais estágios de processo incorporamos e quanto mais sistemas individuais uma célula de produção inclui, mais complicado o processo como um todo se torna”, diz Aumayr. “Portanto, como fornecedora de soluções de sistemas, a ENGEL garantiu que haja uma lógica operacional consistente e gerenciamento conjunto de dados em toda a célula, tornando muito mais fácil usar robôs articulados. Os robôs easix podem ser operados de forma relativamente simples pelos trabalhadores envolvidos na moldagem por injeção no chão de fábrica. ”

Um aspecto especial dos sistemas ENGEL é que os fornos IR também estão totalmente integrados na unidade de controle CC300, garantindo que haja uma lógica de operação uniforme para todo o processo. Além disso, como a máquina de moldagem, os robôs e as unidades periféricas acessam o mesmo banco de dados na solução de sistemas ENGEL, o risco de erro diminui e a eficiência aumenta. Sem a necessidade de hardware adicional, os robôs articulados easix podem sincronizar seus movimentos com os movimentos do molde, como os de puxadores ou ejetores.

“Como resultado, podemos reduzir os tempos de ciclo e despesas de capital, especialmente quando se trata de sistemas de grande escala”, diz Aumayr.