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使用聚氨酯(PU)涂层材料的直接涂层(DC)是一种新的工艺,可以经济、可持续地生产功能高度集成、装饰高贵的塑料部件。Rühl Puromer GmbH和科思创已联手扩大该技术对大规模生产的适用性。

科思创工程塑料业务实体的欧洲应用开发主管Olaf Zöllner博士解释说:“我们希望开放该工艺,使其广泛用于电动汽车和自动驾驶,并用于制造具有多功能、无缝集成的汽车内饰显示、操作和环境照明元素的大面积装饰件。”

“我们还看到了高度集成的乘用车外部零件的良好机会,如扰流板、雷达罩、前挡板和带触控板的车柱饰板。在医疗、通信和IT技术领域也有很大的潜力。”Rühl Puromer公司总经理Ingo Kleba博士补充说。

几乎无限的设计自由

DC工艺在一个过程中结合了两种成熟的技术:热塑性塑料的注射成型和聚氨酯材料的反应注射成型(RIM)。首先,在一个模腔中生产热塑性塑料载体,然后转移到第二个模腔,该模腔根据涂层的厚度扩大。在那里,聚氨酯被注射到载体上。

聚氨酯涂层在设计上提供了异常大的自由度。部件的表面可以是透明的、半透明的或彩色的,它可以对化学介质(如脂肪性皮肤霜)有很强的抵抗力,或赋予皮革般的柔软触感。丝状的表面结构可以被精确地塑造出来。高光区域可以直接与亚光结构相邻。此外,不需要投资单独的喷漆。与喷漆相比,没有因过喷而造成的油漆损失,也没有因喷漆错误而造成的废品。

自行消失的划痕

科思创已经为直流工艺建立了Makrolon®、Bayblend®和Makroblend®品牌下的特殊PC和PC混合化合物,以及广泛的无溶剂添加剂的模块化涂料原料--如特殊的Desmodur®异氰酸酯交联剂和Desmophen®多元醇--用于PU涂料。

对于直流工艺,Rühl还提供除常规产品之外,光和颜色稳定的2K PU涂料组合puroclear®。他们的RIM周期时间通常至少与注塑成型的周期时间相等。该组合包含一个 “内部脱模功能”,该功能已在系列生产中多次得到验证。因此,模具不需要喷洒脱模剂。这有助于缩短周期时间和简化工艺。

此外,产品系列中还增加了自我修复的变体(回流效应)。Ingo Kleba说:“油漆上的浅层划痕,例如由车钥匙或石屑迅速造成的划痕,随着时间的推移会自行消失。组件能更长时间地保持其外观、价值和功能,这意味着最大限度地适合于日常使用。”

即使在水解老化后也能牢固粘合

Makrolon®和透明的puroclear®牌号本身就能牢固地粘在一起。在老化过程中的粘附力方面仍有改进的余地。因此,开发伙伴优化了几种材料组合,并在POSI剥离测试(ISO 4624)中评估了它们的胶粘强度。Zöllner说:“我们现在可以提供符合OEM粘附规范的材料组合,即使在高温和潮湿的环境中经受长时间的老化。”

无瑕疵、无气泡的表面

精确地模拟PU填充过程和翘曲,对于DC部件的最佳性能至关重要。科思创已经为此开发了合适的工具。“通过基于两相CFD(计算流体力学)模拟的新计算方法,现在可以精确地确定在填充过程中形成气泡的位置,以及它们是否留在部件中或到达模具通风口。这在以前的方法中是不可能实现的。”科思创公司负责直流组件计算的Christoph Bontenackels解释说。一个新的计算工具也可用于模拟部件的变形。它可用于寻找具有较大壁厚差异的三维结构的最佳层厚比,在这种情况下,翘曲和周期时间最小。

展望--薄膜的整合

开发伙伴希望进一步扩大DC工艺的应用范围。一种方法是将薄膜整合到工艺中,以扩大功能整合的可能性。例如,薄膜可以在背面印上导电轨道和电路图,这是为操作面板配备背光、感应式按键功能的先决条件。

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