KGL_new
Puls Branży

Kompozyty w rozdmuchu

Koncern LANXESS poszerza zakres zastosowań wytłaczania z rozdmuchem: do procesu produkcji mogą zostać włączone także termoplastyczne materiały kompozytowe wzmacniane włóknami ciągłymi marki Tepex. W ramach studium wykonalności eksperci z firmy zajmującej się produkcją specjalistycznych środków chemicznych wykazali, że elementy wykonane z poliami¬du 6 mogą być produkowane z wykorzystaniem technologii formowania rozdmucho¬wego z jednoczesnym miejscowym wzmocnieniem Tepexem w miejscach narażo¬nych na duże obciążenia. Badania zostały przeprowadzone w centrum technicznym jednostki biznesowej High Performance Materials (HPM) w Dormagen na najnowo¬cześ¬niejszej rozdmuchiwarce zapewniającej warunki zbliżone do warunków panują¬cych podczas produkcji seryjnej. – Elementy charakteryzują się wyjątkową przyczep¬nością, co umożliwia wykorzystanie ogromnej wytrzymałości i sztywności Tepexu – wyjaśnia Arthur Rieb, specjalista w dziedzinie formowania rozdmuchowego w HPM

Proces ten może być wykorzystywany w celu miejscowej poprawy właściwości mechanicznych elementów formowanych rozdmuchowo, na przykład w miejscach, które są narażone na duże obciążenia mechaniczne spowodowane obciążeniami udarowymi lub wysokim ciśnieniem. – Ponadto może być wykorzystywany w produkcji elementów konstrukcyjnych formowanych rozdmuchowo, na przykład profili zamkniętych służących do wzmacniania nadwozi samochodów. Szerokie zastoso­wanie Tepexu może być kluczowym czynnikiem w redukcji wagi i zużycia materiału, ponieważ możliwe jest zmniejszenie grubości ścianek produkowanych elementów – dodaje Arthur Rieb. Elementy zamknięte, bazujące wyłącznie na systemach termoplastycznych, z łatwością poddają się recyklingowi, dzięki czemu łatwiej jest zapewnić obieg materiału w zamkniętej pętli.

 

Etap formowania rozdmuchowego określa czas trwania cyklu

 

W przypadku produkcji takich elementów zamkniętych najpierw wytłaczana jest kształtka wstępna o okrągłym przekroju. W tym samym czasie w narzędziu do formowania rozdmuchowego umieszczana jest podgrzana i uplastyczniona wkładka z Tepexu. Kształtka wstępna jest następnie nadmuchiwana w narzędziu, formując w ten sposób również część z Tepexu. W ten sposób powstaje element o określonym kształcie z miejscowym wzmocnieniem Tepexem. – Formowanie Tepexu jest zintegrowane z procesem formowania rozdmuchowego. Wynikiem jest jednoetapowy proces z krótkim, ekonomicznie efektywnym czasem trwania cyklu, który jest typowy dla formowania rozdmuchowego – wyjaśnia Arthur Rieb.

 

Uproszczony proces

 

Wcześniej produkcja tego typu elementów obejmowała późniejsze dospawanie do formowanej rozdmuchowo części zamkniętej dwu- lub trójwymiarowej wkładki z Tepexu. Cały proces w pierwszym przypadku składa się z dwóch etapów, a w drugim z trzech ze względu na wcześniejszy proces formowania Tepexu. – Dzięki temu nasz proces jest o wiele prostszy – wyjaśnia Tilmann Sontag, ekspert w dziedzinie lekkich konstrukcji w Tepex Automotive Group należącej do HPM. – Ponadto wzmocnienie struktury sprawia, że uplastyczniony Tepex jest znacznie łatwiejszy w obróbce niż taśmy, które są jednokierunkowo wzmacniane włóknami ciągłymi. Zapewnia to stabilny i bezpieczny proces produkcji.

 

W pełni scalone połączenie materiałów

 

Włókna ciągłe stosowane w Tepexie są w pełni wstępnie zaimpregnowane tworzy­wem sztucznym. W związku z tym ciśnienie podczas formowania rozdmuchowego jest wystarczające do scalenia materiału, dzięki czemu nie powstają żadne przestrzenie wypełnione powietrzem. – W rezultacie powstaje połączenie o doskonał­ej przyczepności pomiędzy materiałem formowanym rozdmuchowo a Tepexem. Nawet niskie ciśnienia w procesie formowania rozdmuchowego wystar­czają do uzyskiwania krytycznych geometrii 3D, takich jak półkule o małych promieniach – dodaje Tilmann  Sontag.

 

Szeroki asortyment poliamidów przeznaczonych do formowania rozdmuchowego

 

HPM opracowała szeroką gamę produktów o dużej lepkości na bazie poliamidu 6 i 66 ze wzmocnieniem włóknem szklanym i bez niego. Materiały te mogą być również stosowane w nowym procesie/kombinacji materiałów. Asortyment ten obejmuje na przykład bardzo miękkie, odporne na uderzenia warianty produktów, takie jak niewzmocnione poliamidy 6 – Durethan BC700HTS DUSXBL i Durethan BC550Z DUSXBL. Materiały tego typu doskonale sprawdzają się w przypadku zbiorników wzmocnionych Tepexem lub innych elementów zamkniętych, w przypadku których wymagana jest na przykład duża odporność na uderzenia i elastyczność. Natomiast produkty wzmacniane włóknem szklanym są najczęściej wybierane jako materiał do produkcji lekkich elementów konstrukcyjnych.

Również w przypadku Tepexu dostępna jest szeroka gama produktów do tego procesu – na przykład warianty materiałów, które są wzmacniane włóknami ciągłymi lub laminatami z włókien szklanych, aramidowych lub węglowych. Skład materiałów kompozytowych może również być zróżnicowany. Na przykład oprócz poliamidu 6 lub 66 może również zawierać poliolefiny, takie jak polipropylen lub polietylen.

 

HiAnt – kompleksowa obsługa klienta

Jednostka biznesowa LANXESS HPM połączyła swoje doświadczenie w zakresie opracowywania nowych materiałów, zastosowań, procedur i technologii pod marką HiAnt, dzięki czemu może wspierać klientów na wszystkich etapach prac rozwojowych dotyczących części. Usługa ta obejmuje wszystko, począwszy od projektu koncepcyjnego, optymalizacji materiałów i obliczania charakterystyki części z wykorzystaniem narzędzi do przeprowadzania symulacji, aż po obróbkę, testo­wanie części i rozpoczęcie produkcji seryjnej.