打开通往成功之门
位于北爱尔兰巴利米纳(Ballymena)的Apeer Doors公司生产Apeer系列复合材料门。这一项目很好地说明了:计划和详尽的实验与成功之间的紧密关系。
Apeer Doors的初衷是开发一种高表面质量的复合材料门,成型细节的复杂精细度远远超出竞争对手的产品,其他公司的产品大多采用SMC制成的进口表皮。这就需要在一开始就结合量产各种尺寸的门的能力。该公司在复合材料制造领域的经验非常有限,因此找到合适的合作伙伴将是成功的关键。早期在内部进行的手糊层压门表皮实验,结果都令人失望。因此,质量差、成本高、生产速率低等缺点结合起来,使其成为一种并不实用的工艺。即使质量问题可以解决,模具数量、生产区域的大小(对内在的排烟有要求)以及熟练层压工人的数量都是大问题。因此,在这一阶段,该公司正确地指定了一种可行的生产途径——闭模RTM 工艺。
为寻找潜在的合作伙伴,Apeer Doors公司于2003年联系了Composite Integration公司,并在当年的巴黎JEC展期间就此项目进行了讨论。Apeer Doors从复合材料行业的不同供应商处收集到了一些相互矛盾的建议,他们发现,没有现成的解决方案,士气因而有些受挫。但他们认识到,成功取决于详细的规划,便借此机会将项目分解为不同的阶段。该公司一致认为,还需要进行大量的工作,以规定和验证一个强大并可行的系统的关键要素。每个阶段的技术和商业难题都得到了明确,这保证在进入下一阶段之前,无论从技术还是商业层面都能够得到正确的评估。
确认过的关键阶段如下:
◆ 模具:
模具设计;模具材料的规定;合适供应商的确定;
◆ 模具表面处理:

抛光的门表面的精致纹理
提供细致的木纹纹理;得到佳的耐久性;
◆ 材料:
树脂系统提供卓越的表面稳定性和快速的循环时间;纤维提供所需的结构性能和优异的表面质量;脱模剂系统可以实现快速循环和少的材料堆积,不会转移到模塑制品上;
◆ 材料处理:
在生产环境下处理大批量材料的系统,包括树脂、填料、催化剂、纤维等;
◆ 加工设备:
注塑设备;模具夹持系统;模具加热系统;整体系统的整合以及操作员控制系统的开发;
◆ 安装和试运行:
所有设备和模具需要在新的制造厂竣工前的一定时间内交付并试运行;
◆ 培训
操作员和维护工程师需要全面培训;
◆ 持续的技术支持
要达到计划的生产率水平,可靠性与技术支持是至关重要的因素;
Apeer Doors 公司制定了一些会影响技术路径的基本参数:
小的循环时间(<10分钟);表面质量(不依赖于胶衣,适合涂层);少的废弃物;少的人工;大的自动化程度,但采用简单稳定的技术。

门板模具表面
Composite Integration公司认可了该项目的大体费用,开始了基本的模具设计工作。为了实现建议的循环周期(小于10分钟),很明显,耐久性将是一个关键因素。模具级铝材是合适的材料,硬质阳极氧化表面可提供优异的耐久性和耐磨性。为了实现快速和一致的循环周期,温度控制也将是一个重要的考虑因素。在调试次生产工具之前,该公司用一个小型测试模具生产了一个测试面板以作参考。这一过程至关重要,对成品的外观及结构进行了全面评估,证实了大规模生产工艺的良好效果。他们还测试了各种树脂系统、增强材料和脱模剂,测试结果让该团队确定了高效的组合。
Scott Baders的聚氨酯丙烯酸酯系统Crestapol 1210由于其韧性、低粘度和快速固化时间,终被选用。它与连续长丝玻璃纤维毡一起使用,可以得到优异的结构和外观,同时具有非常短的循环周期。注射和排气口的定位和密封细节都可以通过这些实验来证实。在这个阶段,还对加热和冷却需求进行了测试,结果发现,尽管层压板相对较薄,去除固化过程中产生的多余热量是必要的。测试层压板不仅准确展示了终的表面“纹理”以及复杂的模塑板的细节,也模拟了完整的成型过程,因此可以准确预测终的循环周期。
确定了基本的成型参数(注射压力、温度等),就可以确定模具夹持系统。为了实现所需的循环周期,需要一个相对较高的注射压力(高达20 巴),因此,选定了一个闭合力为400吨的液压夹持机。这种上冲程夹持器具有一个滑动的下压板,可以进入“A”表面,进行纤维铺放和产品脱模。模具表面安装在水热压板上,包括一个简单的定位和连接系统,可以快速更换模具。注射机通过Composite Integration公司的自动注射阀与模具相连,该阀门可以使整个注射和冲洗过程在没有任何人工干预的情况下进行。
英国公司Autorim在热固性塑料成型工艺方面经验丰富,他们愿意与Composite Integration的开发团队合作制造这一压力机。压力机、注塑机和加热/冷却系统的可编程控制器被整合在一起,以实现较高的自动化水平,但系统的操作界面非常简单。在生产设备的制造过程中,开发团队考虑了原材料和成型零件的处理。Crestapol树脂系统需要添加无机填料和促进剂,因此选用了可以混合和连续搅拌2吨/批次的大批量混合系统,然后再输送给注塑机。为减少浪费,纤维的制备和切割面积以及纤维辊的宽度都是经过设计和指定的。

刚刚从压力机上下来的模塑门
模塑表皮的移动机架能够在工厂内便捷地移动,并在后续的固化过程中提供支持。Composite Integration的团队负责安装和试运行整套系统,并在初的几天内生产高质量的表皮,实际的循环周期比原来要快。原有的系统在过去十年里一直保持可靠地运转,很少停机。随着销量的增长,Apeer Doors又安装了两套系统,以满足需求,预计明年会安装第四套系统。Composite Integration每年都会对这些设备进行检视,并提供技术支持,以保证生产的顺利进行。在这段时间内,有几套新模具被用于生产新的产品。
两个团队多年来保持着极佳的技术合作,不断开发新的设计和材料。Apeer Doors对该生产设施信心十足,因此不断扩产,目前正在其他欧洲寻求合作伙伴,以进一步开发市场。在这个强大的和可扩展的制造设施让同行门不断扩大,他们目前正积极寻求其他欧洲的合作伙伴,以进一步开发他们的市场信心。该项目已证明,大规模的复合材料制造是可以实现的,当然不局限于汽车和航空航天等高科技产业。

Apeer Doors 公司的Asa McGillian 先生(右)和Composite Integration 公司的Richard Bland 先生(左)
“在Composite Integration公司的协作下,我们成功地走过了过去的12年!我们初试图采用手糊工艺实现门的快速生产,但要实现为劳斯莱斯生产玻璃纤维门的愿景,我们需要一些帮助。我们在JEC 2003上遇到了Composite Integration公司,其独特的专业知识和洞察力,迅速为我们指明了方向,RTM 成为解决我们的生产问题的可能方案。经过大量详细的规划和实验,我们找到了制造工艺和材料的佳组合。现在我们一天运转24小时,一周5 天,采用加热的RTM 压力机和Ciject注塑机。原来的注塑机使用时间已经超过十年,性能依然可靠,每周可以生产超过400扇门。我们的目标是到今年年底达到每周500扇,每扇门的循环周期低于10分钟。我们今年的营业额目标是超过1200万英镑,并将生产出我们的第十万扇门! Composite Integration的专业知识和帮助对该项目来说价值无限。他们是一个杰出的团队,具备了极高的专业度和以客户为中心的专业知识,他们为我们打开了通往成功的大门!”
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Apeer Doors的初衷是开发一种高表面质量的复合材料门,成型细节的复杂精细度远远超出竞争对手的产品,其他公司的产品大多采用SMC制成的进口表皮。这就需要在一开始就结合量产各种尺寸的门的能力。该公司在复合材料制造领域的经验非常有限,因此找到合适的合作伙伴将是成功的关键。早期在内部进行的手糊层压门表皮实验,结果都令人失望。因此,质量差、成本高、生产速率低等缺点结合起来,使其成为一种并不实用的工艺。即使质量问题可以解决,模具数量、生产区域的大小(对内在的排烟有要求)以及熟练层压工人的数量都是大问题。因此,在这一阶段,该公司正确地指定了一种可行的生产途径——闭模RTM 工艺。
为寻找潜在的合作伙伴,Apeer Doors公司于2003年联系了Composite Integration公司,并在当年的巴黎JEC展期间就此项目进行了讨论。Apeer Doors从复合材料行业的不同供应商处收集到了一些相互矛盾的建议,他们发现,没有现成的解决方案,士气因而有些受挫。但他们认识到,成功取决于详细的规划,便借此机会将项目分解为不同的阶段。该公司一致认为,还需要进行大量的工作,以规定和验证一个强大并可行的系统的关键要素。每个阶段的技术和商业难题都得到了明确,这保证在进入下一阶段之前,无论从技术还是商业层面都能够得到正确的评估。
确认过的关键阶段如下:
◆ 模具:
模具设计;模具材料的规定;合适供应商的确定;
◆ 模具表面处理:

抛光的门表面的精致纹理
提供细致的木纹纹理;得到佳的耐久性;
◆ 材料:
树脂系统提供卓越的表面稳定性和快速的循环时间;纤维提供所需的结构性能和优异的表面质量;脱模剂系统可以实现快速循环和少的材料堆积,不会转移到模塑制品上;
◆ 材料处理:
在生产环境下处理大批量材料的系统,包括树脂、填料、催化剂、纤维等;
◆ 加工设备:
注塑设备;模具夹持系统;模具加热系统;整体系统的整合以及操作员控制系统的开发;
◆ 安装和试运行:
所有设备和模具需要在新的制造厂竣工前的一定时间内交付并试运行;
◆ 培训
操作员和维护工程师需要全面培训;
◆ 持续的技术支持
要达到计划的生产率水平,可靠性与技术支持是至关重要的因素;
Apeer Doors 公司制定了一些会影响技术路径的基本参数:
小的循环时间(<10分钟);表面质量(不依赖于胶衣,适合涂层);少的废弃物;少的人工;大的自动化程度,但采用简单稳定的技术。

门板模具表面
Composite Integration公司认可了该项目的大体费用,开始了基本的模具设计工作。为了实现建议的循环周期(小于10分钟),很明显,耐久性将是一个关键因素。模具级铝材是合适的材料,硬质阳极氧化表面可提供优异的耐久性和耐磨性。为了实现快速和一致的循环周期,温度控制也将是一个重要的考虑因素。在调试次生产工具之前,该公司用一个小型测试模具生产了一个测试面板以作参考。这一过程至关重要,对成品的外观及结构进行了全面评估,证实了大规模生产工艺的良好效果。他们还测试了各种树脂系统、增强材料和脱模剂,测试结果让该团队确定了高效的组合。
Scott Baders的聚氨酯丙烯酸酯系统Crestapol 1210由于其韧性、低粘度和快速固化时间,终被选用。它与连续长丝玻璃纤维毡一起使用,可以得到优异的结构和外观,同时具有非常短的循环周期。注射和排气口的定位和密封细节都可以通过这些实验来证实。在这个阶段,还对加热和冷却需求进行了测试,结果发现,尽管层压板相对较薄,去除固化过程中产生的多余热量是必要的。测试层压板不仅准确展示了终的表面“纹理”以及复杂的模塑板的细节,也模拟了完整的成型过程,因此可以准确预测终的循环周期。
确定了基本的成型参数(注射压力、温度等),就可以确定模具夹持系统。为了实现所需的循环周期,需要一个相对较高的注射压力(高达20 巴),因此,选定了一个闭合力为400吨的液压夹持机。这种上冲程夹持器具有一个滑动的下压板,可以进入“A”表面,进行纤维铺放和产品脱模。模具表面安装在水热压板上,包括一个简单的定位和连接系统,可以快速更换模具。注射机通过Composite Integration公司的自动注射阀与模具相连,该阀门可以使整个注射和冲洗过程在没有任何人工干预的情况下进行。
英国公司Autorim在热固性塑料成型工艺方面经验丰富,他们愿意与Composite Integration的开发团队合作制造这一压力机。压力机、注塑机和加热/冷却系统的可编程控制器被整合在一起,以实现较高的自动化水平,但系统的操作界面非常简单。在生产设备的制造过程中,开发团队考虑了原材料和成型零件的处理。Crestapol树脂系统需要添加无机填料和促进剂,因此选用了可以混合和连续搅拌2吨/批次的大批量混合系统,然后再输送给注塑机。为减少浪费,纤维的制备和切割面积以及纤维辊的宽度都是经过设计和指定的。

刚刚从压力机上下来的模塑门
模塑表皮的移动机架能够在工厂内便捷地移动,并在后续的固化过程中提供支持。Composite Integration的团队负责安装和试运行整套系统,并在初的几天内生产高质量的表皮,实际的循环周期比原来要快。原有的系统在过去十年里一直保持可靠地运转,很少停机。随着销量的增长,Apeer Doors又安装了两套系统,以满足需求,预计明年会安装第四套系统。Composite Integration每年都会对这些设备进行检视,并提供技术支持,以保证生产的顺利进行。在这段时间内,有几套新模具被用于生产新的产品。
两个团队多年来保持着极佳的技术合作,不断开发新的设计和材料。Apeer Doors对该生产设施信心十足,因此不断扩产,目前正在其他欧洲寻求合作伙伴,以进一步开发市场。在这个强大的和可扩展的制造设施让同行门不断扩大,他们目前正积极寻求其他欧洲的合作伙伴,以进一步开发他们的市场信心。该项目已证明,大规模的复合材料制造是可以实现的,当然不局限于汽车和航空航天等高科技产业。

Apeer Doors 公司的Asa McGillian 先生(右)和Composite Integration 公司的Richard Bland 先生(左)
“在Composite Integration公司的协作下,我们成功地走过了过去的12年!我们初试图采用手糊工艺实现门的快速生产,但要实现为劳斯莱斯生产玻璃纤维门的愿景,我们需要一些帮助。我们在JEC 2003上遇到了Composite Integration公司,其独特的专业知识和洞察力,迅速为我们指明了方向,RTM 成为解决我们的生产问题的可能方案。经过大量详细的规划和实验,我们找到了制造工艺和材料的佳组合。现在我们一天运转24小时,一周5 天,采用加热的RTM 压力机和Ciject注塑机。原来的注塑机使用时间已经超过十年,性能依然可靠,每周可以生产超过400扇门。我们的目标是到今年年底达到每周500扇,每扇门的循环周期低于10分钟。我们今年的营业额目标是超过1200万英镑,并将生产出我们的第十万扇门! Composite Integration的专业知识和帮助对该项目来说价值无限。他们是一个杰出的团队,具备了极高的专业度和以客户为中心的专业知识,他们为我们打开了通往成功的大门!”
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