Две новые компактные реакционные установки различных габаритов

Полимеризация In-situ («на месте» или, иначе, непосредственно в форме) открывает широкие возможности для производства армированных волокном композитных изделий на основе термопластичной полиамидной матрицы. Данная технология, использующая в виде исходной заготовки сухой пакет слоев армирующей ткани, объединяет процессы полимеризации и формования, что обеспечивает высокую эффективность и автоматизацию серийного производства, например, в автомобильной промышленности. Решающим фактором эффективности переработки и качества готовой продукции является реакционная установка, разработанная компанией ENGEL специально для приготовления и введения в пакет наполнителя ε-капролактама, образующего после полимеризации полиамидную матрицу термопластичного композита. Результатом систематической оптимизации ENGEL своего решения стали две новые, более компактные реакционные установки.

С помощью двух новых реакционных установок различных габаритов ENGEL области применения технологии полимеризации In-situ и поддерживает своих клиентов от разработки продуктов и процессов до серийного производства изделий из термопластичных композитов. Новая реакционная установка меньшего размера может работать с объемом реакционноспособного связующего от 10 до 600 см³ и, таким образом, предлагает повышенную гибкость, особенно для производства опытных деталей и образцов для испытаний массой до 1,5 кг. Вторая более крупная установка может перерабатывать объемы связующего до 1500 см³. Обе установки очень компактны. В них интегрированы все энергоносители, что уменьшает занимаемую ими производственную площадь.

При полимеризации In-situ предварительно отформованные сухие волокнистые заготовки пропитываются реакционноспособным мономером непосредственно в оформляющей полости формы, как это происходит в процессе RTM (пропитка под давлением). Благодаря низкой вязкости ε-капролактама в его расплавленном состоянии, он очень хорошо смачивает и быстро пропитывает сухой волокнистый наполнитель. Поэтому в данном случае можно реализовать более длинные пути потока и более высокое содержание волокон по сравнению с процессом RTM, в котором используется термореактивное связующее. Таким образом, когда ε-капролактам полимеризуется в полиамид 6, образуется особенно прочная композитная деталь, которую можно сразу же после изготовления использовать в процессе литья под давлением на нее, например, каких-либо функциональных элементов.

Плунжеры с сервоэлектрическим приводом уже доказали свою пригодность для впрыска реакционноспособных компонентов. Это позволяет особенно точно устанавливать объем впрыска и синхронизировать впрыск двух компонентов. Традиционная для реакционных систем рециркуляция здесь осознанно избегается, и непосредственно перерабатывается только требуемое количество расплавленного мономера. Следовательно, реакционноспособные компоненты имеют особенно короткое время пребывания в установке и не подвержены какому-либо разбросу или увеличению значений времени пребывания, что предотвращает термическое повреждение материала.

Другое преимущество конструкторской концепции реакционного оборудования ENGEL особенно заметно при опытной и опытно-промышленной эксплуатации с частой сменой рецептуры и партии: остатки материала могут быть быстро удалены из установки без необходимости ее промывки.

Новинкой являются винтовые конвейеры с магнитной муфтой, предназначенные для подачи в установку твердых реакционноспособных компонентов и позволяющие надежно и безопасно втягивать твердые частицы. Магнитные муфты не имеют контакта с транспортируемым материалом и обеспечивают герметизацию конвейера без его износа при транспортировке всего объема материала.

Твердый мономер дозируется и плавится непрерывно и практически независимо от процесса впрыска в границах зон, выбранных пользователем. До момента подачи материала в форму зоны пополнения запаса и транспортировки твердых частиц остаются строго термически и пространственно отделенными от расположенной далее зоны плавления. Вакуум над расплавленным мономером поддерживается и во время пополнения твердым мономером контейнера его предварительного хранения, что дополнительно повышает как надежность процесса, так и качество продукта.

Новые реакционные установки ENGEL обоих размеров можно комбинировать с машинами для литья под давлением ENGEL всех серий, что не исключает дооснащение машин системой управления CC300. Полная интеграция управления оборудованием обеспечивает централизованное управление всем процессом на дисплее машины. По выбору реакционная установка может работать и со своей собственной автономной системой управления CC300.

Области применения технологии полимеризации In-situ варьируются от небольших деталей с тонкими стенками до крупногабаритных, высоконагруженных конструкционных изделий в автомобилестроении, в автомобильной электронике, в техническом литье под давлением и в производстве спортивного оборудования. При окружном литье на металлические закладные элементы или кабели эта технология может иметь преимущества по сравнению с другими процессами даже без использования армирующего волокнистого наполнителя.

В технологическом центре ENGEL по разработке легких композитов, расположенном в Австрии, смонтирована новая реакционная установка, готовая к испытаниям для клиентов. ENGEL постоянно сотрудничает с Университетом Йоханнеса Кеплера в Линце, Австрия, и компанией Schöfer, специализирующейся на производстве технологической оснастки, в целях дальнейшего развития процесса полимеризации In-situ.

В связи с тенденцией к созданию термопластичных композитов технологии их производства все чаще становятся предметом внимания разработчиков легких конструкций. Постоянно расширяющийся ассортимент термопластичных материалов способствует повышению эффективности процессов производства композитных изделий, а также подготавливает путь для переработки их отходов. В виде технологий полимеризации In-situ и ENGEL organomelt комплексный поставщик литьевых технологий и оборудования – компания ENGEL – имеет в своем арсенале два готовых к серийному производству технологических процесса изготовления изделий из термопластичных композитов.