真空的优势 - Wacker Chemie AG


真空的优势

有机硅真空套能有效提高纤维增强塑料零部件的生产效率,尤其在小批量生产方面表现得特别明显。法国Durisotti公司利用这一工艺生产残疾人专用汽车的地板。

在所有的材料中,纤维增强塑料因其具有稳定性好、重量轻且设计自由度很大等引人瞩目的优势而被寄予厚望。因此,这种材料具备了汽车和飞机制造商所需的理想性能。但是,它们的特殊性能却不是纤维和塑料性能的简单相加。纤维增强塑料在稳定性方面要远远优于单纯的纤维和塑料混合物。从纤维角度来看,由于纤维牢牢嵌在塑料基质之中,因而特别结实耐用。纤维增强塑料更是凭借其极高的稳定性而被广泛应用于一级方程式大赛、航空行业以及风力涡轮机转子。不仅如此,它们还相对比较容易加工,因而能以经济高效的方式实现小批量应用。

Durisotti公司员工只需五分钟即可将真空套在工件上准确定位。以前的生产工艺需要一个多小时才能完成塑料薄膜的定位和密封。

法国Durisotti公司正是看中了上述特质。该家族企业专门从事大批量生产的汽车的改装,以满足特殊用途。它能让汽车满足应急服务部门、运输和公交公司、设计师以及商业公司的各种需求。Durisotti公司总部位于比利时边境的Sallaumines,至今已成功改装了超过27,000辆汽车。客户包括法国邮政部门、警局、法国航空公司以及巴黎市政府。

在改装作业中,应当避免使用笨重材料,因为它们不仅会降低可用载荷,而且还会增加油耗。尽管如此,其稳定性不应受到影响,而稳定性将危及车辆的道路运行适宜性。由于上部结构和改装要求的特殊性,经常需要提供非常罕见的复杂零部件来满足客户的特定需求。这种专用汽车的大批量生产通常无法实现。

自20世纪70年代起,Durisotti公司一直致力于复合材料的研究,用以建造体积超过20立方米的大型部件等。很长时间以来,复合材料工件的常见生产流程如下:将纤维成分、树脂和硬化剂填入半模,再用塑料薄膜覆盖其表面,薄膜边缘必须用胶带封牢。真空泵将剩余空气从模具中抽出,同时确保液体树脂均匀分布。当树脂硬化后,就可以将塑料薄膜去除并进行处置。随后再将完成的工件从模具中移除。这种工艺的缺点在于会产生大量废物,而且在真空处理前对模具进行密封是一个既单调沉闷又耗时费力的工作。

金属导轨将内部座椅牢牢地锚固住。

更高效的工艺

Durisotti公司现采用美国美广能-维纳斯公司(MVP)与瓦克联合开发的生产方法。Durisotti公司摒弃了只能使用一次即被废弃的塑料薄膜,而使用硅橡胶制成的真空套。真空套边缘采用密封圈,无需费力即可进行密封处理,并能重复使用。操作时,只需将其铺好并正确定位。打开真空泵之后,真空套即处于真空之中,并能自动密封边缘。

生产上述真空套可采用瓦克化学股份有限公司专门为标准加工和生产工艺而开发的ELASTOSIL® C有机硅体系解决方案。有了ELASTOSIL® C系列,即可通过喷涂或刷涂技术生产可重复使用、精度适合的纤维增强型有机硅真空套。ELASTOSIL® C 1200是一种具有结构粘性的产品,操作时间为20分钟,因而适用于定制大尺寸部件,例如用于造船或风轮机的部件。这些真空套均采用瓦克的FABRIC C进行增强处理,FABRIC C属于系统解决方案的一部分,可赋予真空套较强的拉伸稳定性。

Durisotti公司目前使用的是ELASTOSIL® C 1200真空套,用于改装“Renault Master”厢式货车的地板,使其更加适合轮椅的上下。在传统生产方式下,通常需要两名员工花上足足一个小时的时间才能完成工件表面塑料薄膜的喷涂和密封工作,现在只需约五分钟即可将有机硅真空套安装到位。因此,Durisotti公司不仅提升了生产效率:“让员工们欣喜的是,由于模具的密封速度更快,溶剂从树脂中逃逸的时间更短,”复合材料部门经理Jean-Marie Kosowski解释道。“这种采用树脂的作业方式让他们工作起来倍感轻松。”

Durisotti公司相信这种生产方式的效率尚有较大的提升空间。“我们与合作伙伴美广能-维纳斯公司以及瓦克经销商Gazechim公司一直保持长期密切的联系,以最大限度地提高生产效率,”Kosowski解释道。

有机硅真空套优势明显

通过生产地板获得的收益被制作真空套的额外费用所抵消。“但是,由于真空套仅用两个半小时即可制作完成,并能使用250次以上,所以投资回收期非常短,”来自瓦克有机硅工业解决方案业务部门下属产品推广部的Andreas Sick说。

这一工艺基本可用于几乎各种类型的纤维增强塑料。不过,碳纤维工件也可以通过这种方式进行生产——宝马汽车公司(BMW)希望未来能使用这种工件生产大型车身零部件。因此,美广能-维纳斯公司推行的这种生产方法可谓顺应大势所趋,市场研究人员坚信,未来属于复合材料。专家们预测,仅碳纤维的产量将在未来四年翻一番。