Polymerizace „in situ“ skýtá značné možnosti pro výrobu plastových dílů vyztužených vlákny s termoplastickou polyamidovou matricí. S pomocí suchých vyztužovacích textilií se kombinuje polymerizace a vstřikování do formy, což umožňuje mimořádně efektivní a automatizované procesy v sériové výrobě například lehkých automobilových dílů. Rozhodujícím faktorem pro efektivitu zpracování a kvalitu produktu je reaktivní jednotka vyvinutá společností Engel speciálně pro přípravu a vstřikování ε-kaprolaktamu. Společnost Engel tuto možnost dále systematicky optimalizovala
a přišla s novou, menší velikostí.
Engel nyní nabízí dvě velikosti a pokrývá tak ještě širší škálu aplikací a po- skytuje svým zákazníkům podporu od produktového a procesního vývoje přes převod do výrobního měřítka až po sériovou výrobu. Menší nová reaktivní jednotka dokáže zvládat objemy matric mezi 10 a 600 cm3 a nabízí značnou flexibilitu, zejména pro zkušební střediska, při výrobě zkušebních dílů, vzorků a součástek až do hmotnosti 1,5 kg. Větší nová jednotka dokáže zpracovat objemy matric až do 1 500 cm3. Obě jednotky jsou velmi kompaktní, integrují kompletní přívod materiálu, a celý systém je tak méně náročný prostor.
Při polymerizaci „in situ“ a termoplastickém RTM procesu jsou suché předtvarované polotovary přímo infiltrovány do dutiny formy s reaktivní matricí. Díky nízké viskozitě ε-kaprolaktamu v roztaveném stavu lze suché textilie velmi snadno zvlhčit. V porovnání s duroplastickou RTM jsou možné delší průtočné trasy a vyšší obsah vláken. Při polymerizaci ε-kaprolaktamu za účelem výroby polyamidu 6 vznikne směs s mimořádně vysokou únosností, kterou lze funkcionalizovat vstřikováním ihned po výrobě v rámci stejného procesu.
JEMNÁ PŘÍPRAVA MATERIÁLU
Servoelektrické vstřikovací písty jsou osvědčeným řešením pro vstřikování reaktivních dílů. Napomáhají k mimořádně přesnému nastavení objemu při vstřikování a k naprosto synchronizovanému vstřikování obou složek. Záměrně se nevyužívá recirkulace, která je běžná v reaktivních systémech. Objem monomerů je omezen na množství, které lze přímo zpracovat. Reaktivní složky v systému setrvávají velmi krátce a nejsou tak náchylné k rozptylu. Tím se předchází tepelnému poškození materiálu.
Další výhodu systému Engel ocení v řadě testovacích a technologických center, kde dochází k častým změnám receptů a šarží: zbytkový materiál lze ze systému odstranit rychle, aniž je nutné systém proplachovat.
Novinkou jsou magneticky spojené šnekové dopravníky na pevné reaktivní složky. Zajišťují spolehlivou dopravu pevných látek. Magnetické spojení je bezkontaktní a zajišťuje těsnění bez opotřebovávání a rovněž dopravu materiálu beze zbytků.
V rámci uživatelem nastavených limitů probíhá průběžné dávkování a plastifikace pevných látek s využitím přístupu, který je téměř nezávislý na vstřikovacím procesu. Až do chvíle, kdy je materiál přiveden, zůstávají uskladněné a dopravované pevné látky přísně tepelně a prostorově odděleny od tavné zóny ve spodní části. Vakuum nad roztaveným materiálem je zachováváno i během doplňování materiálu do násypek, čímž se ještě více zvyšuje stabilita procesu a kvalita produktu.
KOMPATIBILNÍ SE VŠEMI VSTŘIKOVACÍMI STROJI
Engel Obě velikosti reaktivních jednotek Engel lze kombinovat se vstřikovacími stroji Engel ze všech sérií. Nástavbová možnost je k dispozici pro vstřikovací stroje s řídicí jednotkou CC300. Kompletní integrace řízení zajišťuje, že je možné celý proces řídit centrálně na displeji stroje.
Rozsah použití polymerizace „in situ“ sahá od malých dílů s tenkými stěnami až po velké, vysoce zatěžované konstrukční prvky v lehkém automobilovém průmyslu, automobilové elektronice, technickém vstřikování a ve výrobě sportovního náčiní. Při overmouldingu kovových zálisků a kabelů ve velmi malých konstrukcích polymerizace „in situ“ nabízí oproti jiným procesům výhodu – a to i bez vyztužení vlákny.
TENDENCE TERMOPLASTICKÝCH SMĚSÍ
Novou reaktivní jednotku si mohou zákazníci vyzkoušet v technologickém centru pro lehké kompozity společnosti Engel v Rakousku. V tomto centru firma Engel spolupracuje s Univerzitou Johannese Keplera v rakouském Linci a výrobcem forem Schöfer na dalším vývoji polymerizačního procesu „in situ“.
V souvislosti s tendencemi k termoplastickým směsím se tato technologie dostává čím dál více do hledáčku lehkého strojírenství. Průběžná základna termoplastických materiálů zvyšuje efektivitu zpracování a zároveň dláždí cestu pro recyklaci kompozitních dílů. Systémový dodavatel Engel nabízí dva procesy připravené na výrobu v podobě polymerizace „in situ“ a technologie organomelt Engel na výrobu termoplastických kompozitních dílů.