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威猛创新塑料技术助力汽车减排
  浏览次数:7733  发布时间:2019年05月13日 23:17:33
[导读] 在上世纪90年代我们处于初始发展阶段时,威猛巴顿菲尔作为注塑机制造商,凭借超强实力以及根据“注射型芯压缩”注塑工艺的需求对其设备进行调整的能力,成为了我们可靠的合作伙伴。
采访公司:Winkelmann Group
采访对像:产品经理Axel Neukirchen
使用设备:23台威猛巴顿菲尔注塑机
主要产品:供暖与供水系统、汽车配件和驱动部件

在上世纪90年代我们处于初始发展阶段时,威猛巴顿菲尔作为注塑机制造商,凭借超强实力以及根据“注射型芯压缩”注塑工艺的需求对其设备进行调整的能力,成为了我们可靠的合作伙伴。

Winkelmann Group由Heinrich Winkelmann和Caspar Pannhoff于1898年联手创办,当时主要生产水壶、咖啡壶、洗涤盆、畚箕和牛奶罐等生活用具。经过一百多年的发展,该公司现已成长为一家集团企业,旗下多公司在全球共有3000余名员工,其中约700人在阿伦工作,年销售额约达5亿欧元。除阿伦工厂外,Winkelmann还在波兰、土耳其和中国设有加工厂。Winkelmann Group涉足供暖与供水系统、汽车配件和驱动部件三大业务领域,公司的销售额主要来自前两大领域。

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在汽车配件领域,Winkelmann专业生产驱动系统零部件、扭力减振器、燃油分配系统以及皮带轮四大产品系列。

该公司最早在生产皮带轮时使用的是钣金冷成型工艺,这也是Winkelmann的核心竞争力之一。1992年,除了最初的钢质和铝质皮带轮之外,该公司开始引进塑料部件加工业务。当时,Winkelmann做出了三个根本性决策:选用玻纤和矿物增强的酚醛树脂作为加工原料;采用专为该应用研发的“注射型芯压缩”注塑工艺加工该原料,这是该公司专有的一项独特注塑工艺,注册商标为WIN:DUR;并选用威猛巴顿菲尔公司的注塑机。该公司第一批热固塑料皮带轮就交付给了宝马公司使用。

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如今,Winkelmann已采用“注射型芯压缩”工艺生产了约5000万个皮带轮,分别用于水泵、液压动力转向泵和凸轮轴驱动系统等。Winkelmann认为,主要用于凸轮轴驱动系统的塑料皮带轮会有广阔发展空间,因为这种皮带轮与金属件相比,兼具重量轻、成本低的优点。此外,该公司还是少数几家生产混合皮带轮的制造商之一,这种皮带轮由热固塑料与金属、热塑材料以及弹性体等材料合制而成。

采用注塑冲压成型工艺加工热固塑料
在“注射型芯压缩”注塑工艺中,热塑性酚醛树脂以低压注射至模具中,以防止玻纤颗粒均朝向特定的方向。然后,将冲压型芯推入模具,以生成所需的模腔压力并在模具中形成工件的最终几何形状。系统会保持该压力直至酚醛树脂发生不可逆转的化学交联反应。该流程可保证原料在承受热应力时能够保持尺寸稳定性。

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因此,运用“注射型芯压缩”工艺和热固塑料加工皮带轮具有多种优点。

与金属皮带轮相比,塑料皮带轮除了能够降低重量和节省成本之外,还具有吸音、表面耐磨以及均质性更佳(因为玻纤不会统一朝向特定优先方向)等优点,并能够出色耐受发动机舱内各种已知介质的腐蚀。鉴于所采用的特殊生产工艺,塑料皮带轮的外表面完全为树脂材料,可保证皮带经久耐用。

一般来说,我们也可以使用玻纤增强热塑材料生产皮带轮。但是,为了确保所需的热稳定性,所用的热塑材料需具有较为复杂的材料成分,因此,要实现等同的性能特征,其成本要远远高于热固塑料,进而与后者相比不具竞争优势。为此,Winkelmann从未考虑过采用热塑材料作为替代原料。
热固塑料皮带轮目前已被用于空调压缩机、水泵和动力转向泵。考虑到热固塑料皮带轮要比金属皮带轮轻得多,Winkelmann认为该类产品在凸轮轴驱动系统、曲柄轴减振器或动力转向单元的皮带驱动系统领域也将具有广阔应用空间,其中后者目前仍处于原型设计阶段。除此之外,Winkelmann还在进一步研发由钢材、热固塑料和弹性体制成的混合部件,该类产品主要在减振领域会具有广阔应用前景。在该领域,Winkelmann设计了一种“去耦合”皮带轮。“去耦合”的名称源自于该皮带轮的特殊设计和功能,它对皮带驱动系统以及与之连接的组合体具有减振作用,以免受到内燃机曲柄轴驱动系统旋转振动的影响。


 
来自威猛巴顿菲尔的热固塑料注塑设备
目前,Winkelmann的阿伦热固塑料加工厂共有23台注塑机,这些设备的锁模力介于100-150吨之间且全部购自威猛巴顿菲尔。Winkelmann的注册工程师兼热固塑料产品经理Axel Neukirchen介绍道:“在上世纪90年代我们处于初始发展阶段时,威猛巴顿菲尔作为注塑机制造商,凭借超强实力以及根据‘注射型芯压缩’注塑工艺的需求对其设备进行调整的能力,成为了我们可靠的合作伙伴。”

这些加工任务最早使用的是现有HM系列液压型注塑机的早先机型,即带有中央锁模缸的CDC系列3压板式注塑机。

2013年,威猛为Winkelmann交付了首批HM系列注塑机。这是两台锁模力为150吨的HM 150/1000 ServoPower注塑机,搭载了节能伺服驱动、带有R8控制系统的威猛W821机械手(用于取下工件和插入金属环)以及用于调节料筒温度的威猛TEMPRO plus D系列模温机。此外,这些注塑机还配有加工热固塑料时所需的全套选配件。

此外,Winkelmann还针对自身生产工艺配备了一些专用执行序列,包括相关的监测功能。为了确保生产出无拉伸应力且完美成型的工件,注塑机上额外加装了一个型芯压缩缸,这样,液压缸可在注射过程中通过型芯向模腔施加额外的压紧力,进而起到让模腔凝聚的作用。