플라스틱 기술 기사(2018년 XNUMX월):
공정의 기술적 능력은 이전의 주기 시간 페널티를 없애기 위해 발전했으며 지속적인 개발은 하이브리드 복합재 사출 오버몰딩에서 재료 데이터베이스 및 새로운 응용 프로그램 생성을 해결합니다.
급속 가열 및 냉각 성형 기술은 플라스틱 및 복합 성형에 대한 관심과 사용이 증가하고 있습니다. 그러나 급속 가열 및 냉각(H&C) 기술이 새로운 성형 표준으로 널리 자리잡기 전에 해결해야 할 과제가 남아 있습니다. 주요 과제 중 하나는 H&C 몰딩이 할 수 있는 것과 특정 수지 제품군에서 제공하는 이점을 정량화하는 방법에 대해 업계를 교육하는 것입니다. XNUMX년 전, Roctool 는 새로운 접근 방식으로 이러한 요구 사항을 해결하고자 노력했습니다. 이를 통해 수지 공급업체와 협력하여 H&C 기술의 재료와 기존 몰딩 방법의 장점을 정량화할 것을 제안했습니다. 점점 늘어나는 이 재료 데이터베이스는 금형 제작자가 도구 설계 선택을 결정하고 OEM이 부품 설계 결정을 내리는 데 사용할 수 있습니다.
그 결과는 다음과도 공유됩니다. Roctool 개선된 성능, 품질 및 비용 효율성에 대한 지속적인 탐색을 지원합니다. 많은 사람들은 H&C 몰딩이 눈에 보이는 웰드라인과 흐름선을 숨기는 것과 같이 표면 품질을 향상시킬 수 있다는 것을 이미 알고 있습니다.
그러나 수지 공급업체에 대한 당사의 지속적인 조사는 흐름 길이 증가, 싱크 마크 감소 또는 제거, 압력 강하 감소, 얇은 벽 몰딩 가능, 광학 및 기능을 위한 표면 복제 향상 등 전 세계 성형 업체에 크게 도움이 될 수 있는 다른 많은 이점을 입증하고 있습니다. 응용 프로그램. 특히 후자의 이점이 한 가지 이유입니다. Roctool 전체 H&C 기술 프로그램을 설명하기 위해 상표명 "HD Plastics"(HD for High-Definition)를 채택했습니다.
H&C 성형의 또 다른 과제는 주기 시간입니다. 몇 년 전, 언제 Roctool 빠른 H&C 사출 성형을 위해 유도 가열 기술을 사용하기 시작했지만 허용할 수 없는 주기 시간 패널티가 있었습니다. 오늘날 우리는 사용되는 수지에 따라 기존의 성형 주기를 맞추거나 줄일 수도 있습니다. 지난 달 NPE2018에서 우리는 KraussMaffei 사출기에서 16초의 총 주기 시간으로 서로 다른 표면 마감 또는 질감을 가진 유리 충전 PBT/ASA 부품을 성형하는 20개의 캐비티 도구를 시연했습니다. 이것은 게임 체인저입니다. 이제 결함 없는 부품을 만들 수 있고 생산성을 희생하지 않아도 됩니다. 우리는 다른 어떤 가열 방법도 그렇게 빠르고 정확하고 제어할 수 있는 가열 및 냉각을 본 적이 없습니다.
H&C 기술의 마지막 과제는 가열 요소를 복잡한 도구에 통합하는 기능입니다. 당사의 유연한 유도 코일은 다양한 직경으로 제공되며 NPE2018에서 반구형 폴리카보네이트 부품을 전시한 것처럼 이제 복잡한 툴링에 통합할 수 있습니다.
유도 가열, 난류 냉각
Roctool의 특허 기술은 빠르고 균일한 가열을 제공하기 위해 H&C 몰드 레이아웃을 설계하는 것으로 구성됩니다. 유연한 인덕터는 복잡한 툴링 모양을 따를 수 있습니다. 고주파 전류가 생성되어 인덕터를 통과하여 맴돌이 전류와 주울 효과를 생성하여 금형 표면을 초당 최대 1000°C(1832°F)의 속도로 최대 25C(45F)까지 가열합니다. 또한 가열은 전체 금형 절반이 아닌 캐비티 표면에만 적용되어 에너지 소비를 최소화합니다. 표준 수냉식 채널을 사용하고 완전한 난류 유량을 보장하면 공구를 효율적으로 냉각할 수 있습니다.
가열 및 냉각은 금형의 열전쌍을 통해 자동으로 제어됩니다. 여러 가열 영역을 수용할 수 있습니다. 이 기술은 P20 및 기타 기존 금형 강과 모든 유형의 사출 프레스에서 작동합니다.
다른 성형 방법에서 신속한 H&C로 전환한 고객의 세 가지 사례 이력 Roctool 유도 기술.
사례 #1: 덱코
Garrett, Ind.에 본사를 둔 Electronic OEM Dekko는 고광택 전기 및 USB 전원 팩을 생산합니다. H&C 기술을 사용하기 전에 Dekko는 니트 라인, 흐름 라인, 게이트 블러시 및 스플레이와 같은 부품 결함 및 표면 결함을 처리해야 했습니다.
데코가 선택한 Roctool 인덕션 H&C는 두 가지 주요 이유에서 다른 기술에 비해 다음과 같습니다. 첫째, H&C는 기존 툴링에 필요한 것을 달성하기 위해 부품 설계를 변경하는 것보다 비용 이점을 제공했습니다. 둘째, Dekko는 다양한 성형 색상을 사용하며, Roctool H&C 기술은 페인트가 필요 없는 우수한 표면 품질을 제공합니다.
“우리가 얻은 이점은 표면 결함이 제거된 최종 부품 모양에서 크게 나타났습니다. Roctool Dekko 프로그램 관리자인 Jerry Zawadzde는 말합니다.
사례 #2: 플렉스
캘리포니아 산호세에 본사를 둔 Flex는 수년 동안 증기, 가압수 및 전기 카트리지를 사용한 가열을 포함하여 모든 유형의 H&C 기술을 사용해 왔습니다. Flex는 Roctool 뒤셀도르프에서 열린 K 2010 쇼 이후. 최초로 장착된 Flex 금형 Roctool 기술은 매우 얇은 전자 e-리더/태블릿 하우징을 위한 것이었습니다. 인덕션 H&C 기술은 부품을 완전히 채우고 주기 시간을 단축하며 에너지 소비를 줄여 가압 온수를 능가할 수 있었습니다.
플렉스가 다음으로 변경됨 Roctool 더 빠른 사이클 시간, 더 낮은 에너지 소비, 무한한 재료 가능성, 더 나은 온도 제어 및 금형의 낮은 부식을 제공하는 깨끗하고 안전한 시스템을 포함하여 여러 가지 이유로 인덕션 기술. Flex는 Roctool 기술 - 주로 기술자와 다른 동료가 새롭고 다른 것을 시도하도록 설득합니다. 하지만 Flex는 사용하려고 합니다. Roctool 미래의 H&C 기술은 고가 부품에 대한 경량화 및 인몰드 장식 효과를 통해 탄소 섬유 복합재 및 신제품 디자인을 포함한 모든 유형의 재료를 처리할 수 있습니다. “Roctool XNUMX차 작업이 필요 없기 때문에 환경 친화적일 수 있고 추가 비용 없이 운영자에게 매우 안전합니다.”라고 Flex의 고급 엔지니어링 이사인 Sebastien Ignotis는 설명합니다.
Flex로 성형한 복잡한 3D 형상은 인덕션 기반 H&C 성형의 일부 기능을 보여줍니다. 에 의해 전시 Roctool 지난 달 NPE2018에서 제품은 두 개의 스냅핏 부품으로 구성된 구형이며, 그 중 하나는 크기가 다른 여러 개의 직사각형 구멍과 상단에 구부러진 오목한 부분이 있습니다. 10-50%의 유리 충전 PC로 성형되었으며 얇은 벽, 고광택 및 성형 로고가 있습니다.
부품은 로고 뒤에 중앙 게이트가 있지만 H&C 프로세스는 싱크 마크나 흠집을 남기지 않습니다. 이 제품 디자인은 Flex에서 실내 방향 디퓨저와 Bluetooth 오디오 스피커 모두에 사용됩니다.
사례 #3: 데디엔느
프랑스의 Dedienne Multiplasturgy Group은 Roctool의 첫 번째 사용자. 이 다각화된 맞춤형 플라스틱 프로세서는 진화하는 시장에서 리더십을 유지하고 혁신과 차별화 측면에서 고객의 요구를 예측하기를 원했습니다.
데디엔느 용도 Roctool 사출 및 압축 성형을 위한 H&C 기술. 고온에서 고성능 재료의 압축 성형 효율이 향상되어 대량 생산이 가능해졌습니다. 일반적으로 이러한 재료는 처리에 많은 노동력과 긴 주기 시간이 필요하기 때문에 단기 실행을 위해 예약됩니다. 빠른 유도 가열 덕분에 Dedienne은 그렇지 않았다면 몇 시간이 걸렸을 부품을 몇 분 만에 생산할 수 있습니다.
Dedienne의 부사장인 Matthieu Crepin에 따르면, Roctool 는 작년에 디자인 팀을 구성한 이후 기술 제공자이자 디자인 지원의 원천입니다. 이러한 자원은 Dedienne의 사출 성형 고열 재료 배치를 가속화했으며, 특히 시카고에 본사를 둔 Dedienne의 Met2Plastic 자회사와 함께 미국 시장에서 더욱 가속화되었습니다. Roctool 유도 기술 프로세스. “자체 디자인 사무소를 개설하여 Roctool 몇 가지 주요 과제에 대응했습니다. 우리는 고열 재료에 대한 이 새로운 접근 방식의 이점을 매우 기대하고 있습니다.”라고 Crepin은 말합니다.
금형을 신속하게 가열하고 온도 분포를 완전히 제어하는 기능은 더 짧은 주기, 향상된 부품 품질 및 더 긴 흐름 길이를 포함하여 새로운 성형 가능성을 열어줍니다. 핫 몰드는 클래스 A 마감을 부여하거나 가장 미세한 표면 질감을 복제할 수 있습니다. 이제 Autodesk Moldflow 소프트웨어를 사용하여 유도 가열로 H&C 프로세스를 완벽하게 시뮬레이션할 수도 있습니다.
휴스턴에 미국 본사를 두고 있는 세계적인 플라스틱 및 화학 제품 생산업체인 SABIC은 Roctool 몇 년 동안. 결합 Roctool의 인덕션 기반 H&C 기술과 SABIC의 광범위한 재료 포트폴리오는 완제품의 성능과 미학을 더 높은 수준으로 끌어올리고 새로운 적용 기회를 열어줍니다.
사용 Roctool 기술을 통해 SABIC은 30% 유리 충진 Ultem 2300 폴리에테르이미드(PEI) 및 50% 유리 충진 폴리카보네이트와 같이 역사적으로 표면 외관과 관련하여 문제가 있는 재료로 사출 성형 부품에서 광택 마감을 달성하는 능력을 입증했습니다. (Thermocomp D551).
또한 SABIC은 텍스처링을 사용하여 저광택 효과를 같은 부품에서 고광택 효과와 결합할 수 있는 가능성을 검증했습니다. 이는 디자이너에게 매력적인 미용 효과입니다.
데이터베이스 개발
SABIC은 현재 지원하고 있습니다. RoctoolHD 플라스틱 데이터베이스를 사용하여 인덕션 H&C 기술의 효과를 정량화하려는 의 이니셔티브. 표면 복제에 대한 관련 데이터의 중앙 리포지토리 생성, 웰드라인 강도 및 다양한 재료의 유동 길이는 고객이 이 H&C 기술로 달성할 수 있는 부품의 개선 수준을 이해하는 데 도움이 되는 특정 데이터 포인트를 제공할 수 있습니다.
재료 특성화는 RoctoolOEM이 뛰어난 부품 품질과 향상된 성능을 달성할 수 있도록 설계된 HD Plastics 재료 데이터베이스를 개발하기 위해 수지 공급업체와 의 지속적인 작업입니다. Roctool 지속적으로 새로운 공급자와 자료를 추가하여 현재는 Roctool 사용자이지만 향후 구독을 통해 다른 사용자가 사용할 수 있습니다. 해당 데이터베이스의 스냅샷 하나가 위에 나와 있습니다.
새로운 IDH 복합 기술
IDH는 “Induction Dual Heating,” 연속 섬유 열가소성 복합 블랭크와 추가 열가소성 화합물을 사용한 사출 오버몰딩을 결합한 부품 성형을 위한 새로운 기술입니다. 이러한 "하이브리드" 복합재는 가벼운 무게, 높은 강도 및 강성, 3D 세부 사항을 오버몰딩할 수 있는 설계 자유도, 60차 마무리 작업 없이 표면 미학을 제공하는 기능, 그리고 이 모든 작업이 XNUMX초 주기 시간 내에 이루어지기 때문에 관심을 받고 있습니다.
현재의 하이브리드 복합재 오버몰딩 공정은 일반적으로 통합된 열가소성 "오가노시트"를 예열하기 위해 적외선 오븐을 활용한 다음 로봇 및/또는 컨베이어를 통해 연화된 시트를 냉각 금형으로 이송합니다. IDH 기술은 전체 공정에 단일 유도 발전기를 사용합니다. 그것은 유도 발전기에 의해 이미 가열된 도구에 차가운 합성 인서트를 로봇식으로 배치하는 것으로 시작합니다. 한편, 복합재 인서트와 동일한 크기의 고체 흑연 시트를 가열하기 위해 소량의 전력이 두 번째 소형 유도 가열 스테이션으로 전송됩니다. 로봇은 유도 스테이션에서 뜨거운 흑연 시트를 가져와서 복사로 두 번째 표면을 가열하기 위해 복합재 인서트의 노출된 "B" 면 가까이에 배치합니다. 그런 다음 복합재 인서트가 원하는 모양으로 스탬핑되고 금형이 열리고 복합재 인서트가 있는 금형 절반이 오버몰딩을 위해 사출 스테이션으로 회전합니다. 유도 발전기는 스탬핑 금형에서 사출 금형으로 전력을 전환하고 다시 역으로 전환합니다.
유도 가열은 적외선보다 효율적이며 더 높은 온도로 가열할 수 있습니다. 오가노시트를 금형에 넣기 전에 일반적인 적외선 예열을 교체하면 뜨거운 오가노시트의 플로피 조각을 취급하고 정확하게 배치하는 데 어려움이 없습니다. 또한 이송 중 예열된 인서트 냉각 문제를 방지합니다. IDH는 가열 시간과 전력을 자동으로 조정하여 지능적인 방식으로 두 요소의 가열을 제어할 수 있습니다. 이 시스템은 또한 훨씬 더 콤팩트하여 전자 부문의 제약 조건을 충족합니다.
IDH는 수지가 풍부한 표면을 제공하고 복잡한 형상에 맞게 조정되며 기존 공정에서 뜨거울 때 다루기가 더 어려울 수 있는 부직포 및 샌드위치 복합 인서트를 활용할 수 있습니다. 뿐만 아니라 IDH는 통합되지 않은 시트도 사용할 수 있어 가공 단계를 절약하고 잠재적으로 복합 원자재 비용을 절감할 수 있습니다. IDH는 최대 400C(752F)의 온도에서 다중 구역 가열을 제공할 수 있으며 열가소성 및 열경화성 재료 모두에 적합합니다.
14인치의 예를 기반으로 합니다. 1% 탄소 섬유가 포함된 PC의 50mm 두께 노트북 커버, IDH는 다음과 같은 이점을 제공하는 것으로 나타났습니다.
- 기존 하이브리드 복합 성형의 40초에 비해 사이클 시간이 60초로 100% 단축되었습니다.
- 동일한 공정 온도 범위를 사용하여 에너지 소비량을 54% 더 낮춥니다(2.3kWh 대 5.0kWh).
- 동일한 수직 사출기와 28축 로봇을 사용하여 설치 공간이 XNUMX% 더 작습니다.
저자에 관하여 : Mathieu Boulanger 합류 Roctool 2004년 10월. XNUMX년 후 Roctool 프랑스에 본사를 둔 그는 자동차, 전자 제품, 소비자 제품 및 항공 우주와 같은 시장에 도입하는 데 도움을 준 회사 기술의 글로벌 영업, 주요 고객 및 전략적 마케팅을 담당했습니다. 2013년에 Matt는 북미 지사를 개발하기 시작했습니다. Roctool, 현재 노스캐롤라이나 주 샬롯에 기반을 두고 있음 2015년 Matt는 Roctool CEO
https://www.ptonline.com/articles/rapid-heat-cool-molding-evolves-to-meet-industry-challenges
