Een procedé dat persvormen van thermoplastische composieten en overspuiten combineert

Samen met Optim Test Center heeft Sirris een fabricageprocedé ontwikkeld dat in één enkele matrijs persvormen van thermoplastische composieten met doorlopende vezels en overspuiten door injectie combineert.

Het 2 jaren project, Surcomp genaamd en gefinancierd door het Waalse Gewest (CWality) is sedert kort afgelopen. Dit project omhelsde een industrieel onderzoek met het oog op de ontwikkeling van een nieuwe technologie voor de productie van structureel complexe thermoplastische composieten met doorlopende vezel (glas, koolstof, natuurlijke vezels, …). 
Het deed een beroep op de gebundelde competenties van de KMO Optim Test Center (Simonis Group) en van Sirris inzake de kennis van materialen, de ontwikkeling van producten, werkmethodes van uitvoering en karakterisering.

Het procedé vertrekt vanuit een gelaagde plaat in thermoplastische composiet die aan het werkstuk zijn algemene stijfheid moet geven, deze voor te verwarmen om ze mals te maken en vervolgens in een matrijs te leggen van een spuitgietmachine. Deze matrijs is speciaal ontworpen om het mals gemaakte blad op zijn plaats te houden. Door de matrijs te sluiten vervormt de composiet. In een klassiek spuitgietproces kan men aansluitend complexe 3D-elementen toevoegen aan de bekomen vorm (bv. verstijvingsprofielen of klemmen) in dezelfde thermoplastische materie. 

Sirris heeft een studie gemaakt van de uitvoeringscondities van dit procedé in één enkele stap, in het bijzonder van de verwarmingstechnieken van de composiet, het systeem van overbrenging van de opwarmingszone naar de matrijs, het op zijn plaats houden in de matrijs en het overspuiten door injectie. Er werd eveneens aandacht besteed aan de simulatie van een dergelijk proces en de eigenschapsbepaling van de stukken. 

Het voordeel van een dergelijk hybride systeem bestaat erin een materiaal te bekomen met hoog prestatievermogen (composiet met doorlopende vezel) in een product met een complexe geometrie in één enkele doorgang, wat in vergelijking met projecten die anders in 2 stappen tot dit resultaat moeten komen, een betere verdeling van de materie en een beter prestatievermogen van het afgewerkt product waarborgt. 

Vermits de composiet en de overspoten elementen van eenzelfde oorsprong zijn, is het aaneenlassen van een goede kwaliteit. Het hybride afgewerkt stuk biedt een hogere stijfheid dan een spuitgegoten stuk, zelfs wanneer dit nog met korte vezels verstevigd wordt. Inzake mechanische weerstand hebben de testen aangetoond dat een adequaat ontwerp nodig is om geen zwakke laspunten te krijgen tussen de twee componenten. 

De homogene chemische aard van de stukken zorgt ervoor dat ze gemakkelijker te recycleren zijn. Het bewijs daarvan is geleverd door afval en miskleunen van de productie opnieuw te malen in compounds en de korrels opnieuw in te spuiten tot echte stukken (op de foto: een hoekprofiel van een legbordstelling).

Het prestatievermogen van de geïnjecteerde stukken met recyclagemateriaal is gelijkwaardig aan dat van een polymeer met korte vezels daar ingewerkt. 

De hybride overspoten composiet is bestemd voor de vervanging van metaal voor de fabricage van lichtere structuren, gaande van structurele verstevigingen voor de autocarrosserie, tot structuren voor zetelruggen of zetelsteunen voor voertuigen in de bouw. 

Dit type materiaal kent een toenemend succes, vooreerst in de automobielsector, maar ook in andere industriële sectoren en Sirris en partner Optim Test Center zijn bereid om de ondernemingen te helpen om de nieuwe uitdagingen in dit domein aan te gaan.

Tags: