PA610新聞速遞:低成本的注塑/模壓包覆成型 :
基于多種原因,單向纖維和預(yù)成型件的注塑包覆成型是一項具有吸引力的工藝,它快速、一致性和可重復(fù)性好,使用一臺編程和控制方便且相對容易獲得的機器,即可完成這項工藝操作。
然而,注塑成型的缺點是,所用模具通常非常昂貴,比模壓成型的模具更貴。
此外,包覆成型要求將復(fù)合材料包封在模具中,而且如果部件較大,則意味著需要更大型的模具。所有這些加起來,使得復(fù)合材料包覆成型的成本可能會超過它的效益。
為解決這一特殊的包覆成型難題,美國Fibrtec公司CEO Robert Davies開發(fā)了一種有趣的解決方案,其系統(tǒng)采用了他自己設(shè)計的混合的注塑/模壓包覆成型工藝,這樣,就可以將注塑成型的較小部件或嵌件與模壓成型的較大部件結(jié)合在一起。
Davies的解決方案涉及圍繞一個注塑成型的部件進行模壓成型,而不是圍繞一個復(fù)合材料的預(yù)成型件進行注塑成型。
Fibrtec決定要做的是,注塑成型凸臺、特征、肋骨和其他一些東西,然后將它們定位擺放到模壓成型的模具中,同樣是在此模壓模具中,層壓材料將得到固結(jié)。
利用Fibrtec的工藝技術(shù),可以采用熱塑性樹脂、較低成本的模具和傳統(tǒng)的注塑機,離線注塑成型出肋、凸臺和類似的特征,然后與預(yù)成型件一起,由機器人將它們自動放入模壓模具中。
“你可以以相當?shù)偷某杀究焖俚刂圃斐鲇糜谀翰考那都?rdquo;Davies說,“但是,將預(yù)成型件與嵌入的注塑成型特征一起放入模壓模具中,這才是重點。”
Fibrtec典型的熱塑性模壓成型工藝采用的預(yù)成型件由其Fibrflex熱塑性絲束預(yù)浸帶制成,同時還采用了一副加熱的模壓模具。
Fibrflex由涂覆了樹脂的單個編織絲束構(gòu)成,先將其切成模具的一般形狀,然后成形出預(yù)成型件。
在此注塑/模壓包覆成型工藝中,將注塑成型的特征放入模壓模具的孔或槽中,以作為精確標引,然后將由Fibrflex織物制成的預(yù)成型件放入模具中,加熱到工藝溫度并施壓。稍等片刻(根據(jù)應(yīng)用的不同,通常是幾秒到幾分鐘),部件即冷卻然后被頂出。
由于制造嵌件的樹脂與復(fù)合材料中的基體樹脂相同,所以,當它們?nèi)廴诓褐圃谝黄饡r,就會非常均勻。
至于樹脂系統(tǒng),F(xiàn)ibrtec為該工藝而使用過PEEK、PC/ABS和PA6。
對于包覆成型的注塑件,通常需要更大更專用的注塑機,以便將整個復(fù)合材料的套件包封起來。但Davies的方法,卻允許在小而便宜的機器上注塑成型嵌件,所用機器的成本只占大型專用注塑機的一小部分。
此外,可以在注塑模具中對凸臺、肋等特征進行分組,允許在每一注塑循環(huán)中創(chuàng)造出多個部件,既可以是多個同樣的部件,也可以是一組部件。
Davies介紹說,對于較小的嵌件,每分鐘可以注塑多次,而要在大型專用機器上注塑成型整個部件,僅一個部件可能就要花費幾分鐘的時間。
因此,對于較大的部件而言,這項工藝很有意義。該方法允許使用注塑成型來達到最佳效果,即在小型廉價的機器上制造出小的、高度精細的和離散的特征,而實際的包覆成型是在模壓過程中以某種方式實現(xiàn)的,它充分利用了模壓的優(yōu)勢——固結(jié)。
與傳統(tǒng)的注塑包覆成型相比,F(xiàn)ibrtec的注塑/模壓復(fù)合材料包覆成型工藝提供了顯著的優(yōu)勢,包括:縮短了循環(huán)時間,降低了模具成本,增強了可訂制性,減少了廢品以及改善了性能。Fibrtec還表示,兩種材料之間的焊接質(zhì)量與注塑包覆成型的一樣好或者更好。
其他優(yōu)勢包括:能夠有選擇性地將增強材料放到所需要的地方,最大程度地減少對成本的影響以及廢品率。在注塑成型步驟完成后,注塑成型的流道可以保留在嵌件組成上,并作為模壓包覆成型步驟的附加材料,來創(chuàng)造一個“功能表面”,或者說,流道可以成型出肋。