【转载】重新思考注塑成型与聚氨酯包覆成型的组合工艺

在不久前举办的Frimo技术开放日上 (Frimo Innovation Day)，伊之密展示了如何将注塑成型与聚氨酯包覆成型的工艺巧妙地结合在一起。伊之密与合作伙伴Frimo提供的ReactPro方案，将注射成型与聚氨酯（PUR）包覆工艺结合在一起，更简单、更模块化、更灵活、更具成本效益。在Frimo总部举行的联合技术开放日上，第一套高度集成和自动化的ReactPro系统亮相，现场生产带聚氨酯表面的发动机盖，吸引了不少感兴趣的专业观众。

PUR包覆成型取代涂漆

PUR包覆和注塑成型的组合工艺，替代了后续的热塑性部件喷涂步骤。这种组合工艺将注塑成型的经济生产与聚氨酯的高品质触感和外观完美结合。以此方式，可以在单个生产步骤中快速且低成本地生产高质量外观的组件，而无需任何返工。

智能组合工艺

Frimo大客户经理Jürgen Mauss认为，PUR包覆和注塑成型的组合工艺虽然不是新方案，但到目前为止，市场上仅有要求较高投资且不能改装用于其他用途的特殊机器。“ReactPro方案的设计概念是，基于伊之密标准注塑机，连接Frimo 的PUR系统。此模块化系统也可以分离，然后注塑机、PUR系统可以用于其他注塑生产。”Mauss在Frimo技术开放日上解释道。

德国伊之密高分子材料应用项目经理Benjamin Wessling补充说：“如果您已经在使用伊之密注塑机，并且希望在一个新项目中用聚氨酯填充热塑性部件，只需向我们的合作伙伴Frimo购买合适的PUR系统。聚氨酯模块可以轻松地连接到注塑机上。只需几步，我们就可以使标准注塑机生产聚氨酯零部件。”Benjamin Wessling总结了以下差异：“大型、复杂且昂贵的聚氨酯专用机器只能处理一种工艺，而我们的方案将标准的注塑机与已适应该工艺的PUR系统巧妙地组合在一起，是智能的一体化解决方案”。

无需旋转装置的模具

模具技术在ReactPro方案中起着重要作用。伊之密与长期技术合作伙伴GK Concept共同开发了这套用于注塑成型与聚氨酯包覆成型组合技术的模具技术。GK Concept首席执行官Roger Kaufmann解释说：“新的InPUR模具无需旋转单元即可工作。我们将两个PUR模具直接放置在注塑模具旁边。然后，第一件注塑成型的热塑性塑料基体被机器人转移到一个PUR模具中。”与采用旋转装置的传统模具技术相比，InPUR模具设计具有众多优势：除了直接节省成本外，还减少了占地面积，而且紧凑的模具设计允许使用小型号的注塑机。

注塑周期中完成PUR包覆

新的模具设计在生产周期方面也很成功。在传统模具设计中，首先，注入热塑性塑料基体，旋转装置将基体带入聚氨酯模具中。在下一个循环中，基体用聚氨酯包覆成型，同时在注塑模具中生产新的热塑性基体。热塑性基体的成型周期和聚氨酯涂层的反应时间是相关的，因为聚氨酯的较长固化时间可能成为其限制因素。各种应用示例和现场演示的组件生产（其中聚氨酯步骤与注塑成型同步进行）表明，情况不一定要如此。如果固化时间是某些应用的限制因素，那么现场展示的带有两个PUR模具的模具概念则是理想的解决方案。在该模具设计，两个PU模具交替工作。Kaufmann 解释说：“这意味着我们还可以在注塑机的生产周期内处理反应时间长的PUR材料。”此外，通过该模具设计，PUR材料只会覆盖所需的部件区域，因此无需对其进行进一步的后序加工处理。

多组分塑料概念

该组合工艺不仅需要在注塑机、聚氨酯系统和模具技术领域的能力，而且自动化和各种材料也起着至关重要的作用。伊之密和Frimo选择SAR作为自动化设备合作伙伴，聚酰胺专家Akro-Plastic 公司和PUR专家Rühl Puromer公司作为原材料合作伙伴。Akro-Plastic公司销售和创新总监Thilo Stier强调：“只有在所有原材料相互匹配的情况下，才能创造出完美的产品，并强调：“选择正确的热塑性塑料时，必须严格以确保材料变形最小，因为该工艺仅允许较小的公差；此外，还必须找到一种能很好地粘合到聚氨酯上的材料。生产过程中的时机也很重要，因此非晶聚酰胺比结晶聚酰胺的粘合性更好。”

经过不同配方的测试后，伊之密最终选择了Akro-Plastic的20％玻璃纤维增强聚酰胺Akromid B3 GF20 2 RM-DNaturl（4164）。在PUR方面，使用了来自Rühl的Puroclear。Rühl Puromer董事总经理Ingo Kleba博士向来访Frimo技术开放日的参观者介绍了当今使用PUR的生产：“当前的一个令人关注的话题是通过在零件上喷涂聚氨酯材料来对零件进行表面处理，既可以做成透明效果，也可以做成彩色的效果；此外，箔片几乎可以无限变化的设计以及功能和光的结合，光泽度，日常使用的适用性和表面的耐刮擦性越来越好。”他解释说，“PUR包覆工艺效率的决定性因素，尤其是与注塑成型工艺结合使用时，是现代Puroclear系统出色的自分离性，这使得无需使用其他常见的外部脱模剂或特殊的模具涂料，”他继续说道。他尤其为具有自修复特性的PUR配方感到骄傲：“如果制品表面出现划痕，在室温下数小时内就会消失。”

集成增材制造工艺

增材制造工艺也可以无缝集成到该生产过程中。在Frimo技术开放日，增材制造单元使用FLM工艺在发动机盖上打印了一层增强结构；材料是碳纤维增强聚酰胺Akromid B3 ICF 30 9 AM黑色（7451）颗粒。根据Thilo Stier的说法，“因为碳纤维优先在应用方向上对齐，所以这里可具有极高的强度。”

总而言之，在Frimo技术中心展示的这套方案表明：注塑成型与聚氨酯包覆成型的组合工艺要求在不同的领域都具有竞争力。除了注塑机外，聚氨酯材料供应商、增材制造和自动化、模具技术以及相应的材料也各自起着决定性的作用。“伊之密和来自不同领域的技术合作伙伴以一种智能的、模块化的方式将不同的技术组合到一个集成的工艺中。只有在所有领域都进行了完美协调的情况下，才能打造出完美的产品。”德国伊之密高分子材料应用项目经理Benjamin Wessling总结道。

(转载自k-zeitung)