近日,美國塑料工程師協(xié)會發(fā)布了一項重大變革:VW AG(大眾汽車)全球首發(fā)“自動化量產(chǎn)熱塑性塑料車身零部件成品”,而此技術也是全球第一家多工藝注塑汽車外部裝飾件。它集合了熱塑注塑成型、物理發(fā)泡和雙組份PU注塑成型在一臺機器上。據(jù)悉,VW期待能夠在例如引擎罩、擾流板、后視鏡殼體等部件進行大規(guī)模量產(chǎn),這項技術最快有可能于今年實施。
VW的創(chuàng)新注塑模制造了輕量的發(fā)泡PC/ABS面板,再在同工具上用第二幅陰模附上雙組份PU。發(fā)泡零件為礦物填充的PC/ABS基體和PU涂層,與鋼鐵相比減重58%;根據(jù)ANTEC論文,與未發(fā)泡零件相比減重40%、成本降低30%。此項物理發(fā)泡PC/ABS的申請專利技術,是在一個在一定壓強下允許連續(xù)進料的特殊的雙室進料斗,通過灌注氮氣或者CO2來完成此項技術。這意味著制件在一臺沒有做過任何注氣改進的傳統(tǒng)注塑模具上也能被完成,VW可以使用現(xiàn)有的生產(chǎn)設備。德國亞琛工業(yè)大學(簡稱RWTH Aachen)進行了多年的后位進氣研究,包括加氣工藝。
發(fā)泡面板成型后是開模流程,注塑件留在動模上滑動到或者旋轉至第二個陰模進行PU涂覆。雙組份PU(多元醇和異氰酸鹽)以及添加劑和色粉在混合芯內(nèi)混合,然后將其注塑到第二個陰模與注塑件的空隙之間從而進行涂覆。據(jù)VW工作人員表示,PU二次成型后可以,在不用脫模劑的情況下,直接從模具中取出達到A級表面。據(jù)報道,染色后的PU表皮比標準車用涂料看上去更鮮艷、深沉。VW的Hain表示稱它為鋼琴漆。除了金屬色,PU涂層能與任何標準車用涂料的顏色媲美,而目前研究人員也開始開發(fā)金屬色效果。
壓力,溫度,添加劑都對PU表面質量至關重要。VW人員稱,雙組份料筒的壓力為180-210bars (18-21Mpa),混合芯處的壓力則為140-150 bars(14-15Mpa),注塑壓力約為50bar(5Mpa)。VW以拜耳材料科學(Bayer)的自修復PU為原材料進行此次開發(fā)。而Hain花費三年多時間與多個合約公司開發(fā)一款目前已經(jīng)申請專利的添加劑,保證PU層與PC/ABS基體的高結合力,并且是制件能夠無需脫模劑進行脫模。Formulation R&D在Ostafalia大學的實驗室進行研究,實驗室內(nèi)有雙色注塑機和雙組份PU注塑機。2013年杜塞爾多夫K展上,Bayer和Krauss Maffei 分別介紹了用單個多工藝注塑機制造覆有PU層的PC/ABS,包括自修復PU涂層。