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威猛創新塑料技術助力汽車減排
  瀏覽次數:8137  發布時間:2019年05月13日 23:17:33
[導讀] 在上世紀90年代我們處于初始發展階段時,威猛巴頓菲爾作為注塑機制造商,憑借超強實力以及根據“注射型芯壓縮”注塑工藝的需求對其設備進行調整的能力,成為了我們可靠的合作伙伴。
采訪公司:Winkelmann Group
采訪對像:產品經理Axel Neukirchen
使用設備:23臺威猛巴頓菲爾注塑機
主要產品:供暖與供水系統、汽車配件和驅動部件

在上世紀90年代我們處于初始發展階段時,威猛巴頓菲爾作為注塑機制造商,憑借超強實力以及根據“注射型芯壓縮”注塑工藝的需求對其設備進行調整的能力,成為了我們可靠的合作伙伴。

Winkelmann Group由Heinrich Winkelmann和Caspar Pannhoff于1898年聯手創辦,當時主要生產水壺、咖啡壺、洗滌盆、畚箕和牛奶罐等生活用具。經過一百多年的發展,該公司現已成長為一家集團企業,旗下多公司在全球共有3000余名員工,其中約700人在阿倫工作,年銷售額約達5億歐元。除阿倫工廠外,Winkelmann還在波蘭、土耳其和中國設有加工廠。Winkelmann Group涉足供暖與供水系統、汽車配件和驅動部件三大業務領域,公司的銷售額主要來自前兩大領域。

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在汽車配件領域,Winkelmann專業生產驅動系統零部件、扭力減振器、燃油分配系統以及皮帶輪四大產品系列。

該公司最早在生產皮帶輪時使用的是鈑金冷成型工藝,這也是Winkelmann的核心競爭力之一。1992年,除了最初的鋼質和鋁質皮帶輪之外,該公司開始引進塑料部件加工業務。當時,Winkelmann做出了三個根本性決策:選用玻纖和礦物增強的酚醛樹脂作為加工原料;采用專為該應用研發的“注射型芯壓縮”注塑工藝加工該原料,這是該公司專有的一項獨特注塑工藝,注冊商標為WIN:DUR;并選用威猛巴頓菲爾公司的注塑機。該公司第一批熱固塑料皮帶輪就交付給了寶馬公司使用。

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如今,Winkelmann已采用“注射型芯壓縮”工藝生產了約5000萬個皮帶輪,分別用于水泵、液壓動力轉向泵和凸輪軸驅動系統等。Winkelmann認為,主要用于凸輪軸驅動系統的塑料皮帶輪會有廣闊發展空間,因為這種皮帶輪與金屬件相比,兼具重量輕、成本低的優點。此外,該公司還是少數幾家生產混合皮帶輪的制造商之一,這種皮帶輪由熱固塑料與金屬、熱塑材料以及彈性體等材料合制而成。

采用注塑沖壓成型工藝加工熱固塑料
在“注射型芯壓縮”注塑工藝中,熱塑性酚醛樹脂以低壓注射至模具中,以防止玻纖顆粒均朝向特定的方向。然后,將沖壓型芯推入模具,以生成所需的模腔壓力并在模具中形成工件的最終幾何形狀。系統會保持該壓力直至酚醛樹脂發生不可逆轉的化學交聯反應。該流程可保證原料在承受熱應力時能夠保持尺寸穩定性。

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因此,運用“注射型芯壓縮”工藝和熱固塑料加工皮帶輪具有多種優點。

與金屬皮帶輪相比,塑料皮帶輪除了能夠降低重量和節省成本之外,還具有吸音、表面耐磨以及均質性更佳(因為玻纖不會統一朝向特定優先方向)等優點,并能夠出色耐受發動機艙內各種已知介質的腐蝕。鑒于所采用的特殊生產工藝,塑料皮帶輪的外表面完全為樹脂材料,可保證皮帶經久耐用。

一般來說,我們也可以使用玻纖增強熱塑材料生產皮帶輪。但是,為了確保所需的熱穩定性,所用的熱塑材料需具有較為復雜的材料成分,因此,要實現等同的性能特征,其成本要遠遠高于熱固塑料,進而與后者相比不具競爭優勢。為此,Winkelmann從未考慮過采用熱塑材料作為替代原料。
熱固塑料皮帶輪目前已被用于空調壓縮機、水泵和動力轉向泵。考慮到熱固塑料皮帶輪要比金屬皮帶輪輕得多,Winkelmann認為該類產品在凸輪軸驅動系統、曲柄軸減振器或動力轉向單元的皮帶驅動系統領域也將具有廣闊應用空間,其中后者目前仍處于原型設計階段。除此之外,Winkelmann還在進一步研發由鋼材、熱固塑料和彈性體制成的混合部件,該類產品主要在減振領域會具有廣闊應用前景。在該領域,Winkelmann設計了一種“去耦合”皮帶輪。“去耦合”的名稱源自于該皮帶輪的特殊設計和功能,它對皮帶驅動系統以及與之連接的組合體具有減振作用,以免受到內燃機曲柄軸驅動系統旋轉振動的影響。


 
來自威猛巴頓菲爾的熱固塑料注塑設備
目前,Winkelmann的阿倫熱固塑料加工廠共有23臺注塑機,這些設備的鎖模力介于100-150噸之間且全部購自威猛巴頓菲爾。Winkelmann的注冊工程師兼熱固塑料產品經理Axel Neukirchen介紹道:“在上世紀90年代我們處于初始發展階段時,威猛巴頓菲爾作為注塑機制造商,憑借超強實力以及根據‘注射型芯壓縮’注塑工藝的需求對其設備進行調整的能力,成為了我們可靠的合作伙伴。”

這些加工任務最早使用的是現有HM系列液壓型注塑機的早先機型,即帶有中央鎖模缸的CDC系列3壓板式注塑機。

2013年,威猛為Winkelmann交付了首批HM系列注塑機。這是兩臺鎖模力為150噸的HM 150/1000 ServoPower注塑機,搭載了節能伺服驅動、帶有R8控制系統的威猛W821機械手(用于取下工件和插入金屬環)以及用于調節料筒溫度的威猛TEMPRO plus D系列模溫機。此外,這些注塑機還配有加工熱固塑料時所需的全套選配件。

此外,Winkelmann還針對自身生產工藝配備了一些專用執行序列,包括相關的監測功能。為了確保生產出無拉伸應力且完美成型的工件,注塑機上額外加裝了一個型芯壓縮缸,這樣,液壓缸可在注射過程中通過型芯向模腔施加額外的壓緊力,進而起到讓模腔凝聚的作用。