Ostatní výroba a technologie | 9. 10. 2019

Nepovrchně o povrchu

Vysoce kvalitní povrchy v interiérech automobilů

Výrobní zařízení pro termoforming, umbugování (lemování) a vakuové i tlakové kašírování zaměřené na výrobu automobilových interiérů patří mezi hlavní know-how skupiny FRIMO.

Kompetenční centrum společnosti pro tyto technologie je situováno v německém Freilassingu, přičemž zde vznikají výrobní zařízení převážně na přístrojové desky, obložení dveří, podokenní lišty, loketní opěrky či středové konzole. Výsledné díly jsou opatřeny zpravidla vysoce kvalitními povrchy z pravé či umělé kůže, textilií nebo fólií. Zde je podle Reinharda Schäfera, vedoucího Technického prodeje v pobočce Freilassing, žádána neustálá inovace a kreativita, neboť „vysoké nároky na kvalitu nejsou dnes kladeny již jen u prémiových vozidel. I zákazníci v segmentu střední třídy očekávají velmi dobrý vzhled spojený s příjemnou haptikou. Kromě toho je v rámci trendu odlehčených konstrukcí požadována stále nižší výsledná hmotnost dílů, což motivuje výrobce k vývoji lehčích nosných i dekoračních materiálů. To představuje v každém projektu nové výzvy pro technologii zpracování a tedy i strojní zařízení a nástroje.“

V TechCentru ve Freilassingu jsou pro výše uvedené technologie k dispozici vlastní laboratorní i sériová zařízení. FRIMO zde má vlastní vývoj a společně se zákazníky provádí řady zkoušek. Na objednávku zákazníka jsou vyráběny vzorové díly, prototypy a předsériové díly a zkouší se optimální konfigurace zařízení a nástrojů pro stanovenené sériové technologie. Kde ale vlastně začíná celý proces vedoucí k hotovému dílu? Tuto otázku objasní následující pohled na výrobu obložení dveří osobního automobilu.

Cesta k optimálnímu výsledku

Dveře se skládají z více samostatných dílů: jedná se o nosný rám, podokenní lištu, insert (medailon), loketní opěrku, odkládací kapsu atd., přičemž 3D kontury, dezénování i povrchový materiál stanoví automobilka. V této fázi může značně pomoci počítačová simulace, která poskytne velmi přesné hodnoty o stupni roztažení a zbytkové tloušťce v jednotlivých oblastech dílu, ale také např. o celkové spotřebě materiálu. V závislosti na požadavcích projektu, převážně pak u komplexních geometrií, jsou vždy doporučeny prototypové nástroje. „Prototypový nástroj nám umožňuje verifikovat výsledky simulace. Zákazník tak má již před investicí do série po ruce vzorové díly, které se velmi přibližují originálnímu produktu a jejichž pomocí získáme cenné údaje pro optimalizaci sériových nástrojů. To naši zákazníci oceňují.“ vysvětluje Christian Kraller, vedoucí technolog.

Na jeho pracovišti se právě odlaďují podokenní lišty nového modelu velké evropské automobilky pro následný proces umbugování. Díl má být pokašírován PVC laminátovou fólií, která mu poskytne příjemnou haptiku. Fólie je po založení z obou stran nahřáta na potřebnou technologickou teplotu a následně je vyfouknuta do přesné obrysové předtvářecí skořepiny. Poté je předfuk vyměněn za vakuum a fólie je jeho pomocí nasáta na nosné díly. K zabránění tvorby vrásek jsou v kritických rohových oblastech dílu použity tvářecí pomůcky. Po následném schlazení dílů je fólie s přesným definovaným přesahem konturově vyseknuta pro další technologický krok – umbugování. Celý postup trvá přibližně 45 sekund. V následujícím procesu je pomocí konturových šíbrů a horkého vzduchu zalemován přečnívající dekorační materiál, v tomto případě ve 4-násobném umbugovacím nástroji, na zadní stranu nosného dílu. Christian Kraller posuzuje výsledek: „Právě optimalizujeme proces kašírování z hlediska protažení dezénu a tvorby vrásek v rohových oblastech. Přitom je zapotřebí důsledně zohlednit následný krok umbugování, protože naši zákazníci posuzují finální výsledek. V závislosti na komplexnosti dílů trvá optimalizace zpravidla jeden až dva týdny.

Ze zkušebního provozu do velké série

Zatímco při zkouškách na laboratorních zařízeních v TechCentru probíhá mnoho procesních kroků manuálně, automatický provoz u zákazníka vypadá zcela jinak. Fólie je odvíjena z role a transportována do zařízení automaticky řetězovou kolejnicí a nosné díly s lepidlem aplikovaným automatickým robotickým nástřikem jsou souběžně vkládány do kašírovacího nástroje manipulačním systémem. V případě vyššího stupně automatizace jsou díly po kašírování taktéž odebrány robotickým manipulátorem a přeloženy do umbugovacího zařízení. Proces umbugování poté probíhá vždy plně automatizovaně, chapadlo odebírá hotové díly a překládá je z nástroje na přepravní pás. Ve vkládací stanici umbugovacího zařízení jsou podle potřeby integrovány i další procesy, jako například děrovací či montážní operace. Vedoucí prodeje Reinhard Schäfer vysvětluje: „Pouze tak je možné pro celý výrobní proces dosáhnout taktu 45 sekund, nebo dokonce i méně.

IMG – dezén ve formě

Variantní a stále více žádanou technologií je In-Mold-Graining (IMG). Při tomto procesu se nenachází dezén na fólii, nýbrž na nástroji, který ji na fólii přenese až během samotného procesu termotváření nebo vakuového kašírování. Výhoda tohoto postupu je dle Reinharda Schäfera jasná: „Metodou IMG je možné splnit mnoho požadavků, u kterých naráží klasický proces termotváření na své hranice, např. v souvislosti s roztažením dezénu u složitějších geometrií. Navíc je možné na jednom dílu znázornit více různých dezénů, nebo dokonce integrovat loga, nápisy či textilní dekorační prvky (zdobné švy). Tím dochází ke kombinaci ekonomických výhod klasické technologie termotváření s různými optickými výhodami.

Patentované řešení pro náročné geometrie

Pro nejnáročnější třídimenzionální geometrie dílů má FRIMO ve svém portfoliu patentované řešení, a to tzv. zalamovací řetězovou kolejnici. Ta se po nahřátí fólie zalomí a přivede fólii na konturu tvářecího nástroje, a to i když se jedná o geometrii s vysokým odskokem. Při tomto kroku ještě není fólie napínána, k tomu dojde terpve při navazujícím procesu tváření. Tímto způsobem lze efektivně vakuově kašírovat i díly s velmi náročnou geometrií. FRIMO dodalo celosvětově již několik sériových zařízení vybavených tímto systémem.

Experti na termotváření a kašírování ve Freilassingu disponují katalogovými zařízeními i know-how na vývoj individuálních řešení nových projektů. Na základě simulace a předběžného inženýringu vypracují společně se svými zákazníky analýzu, která metoda je pro daný produkt nákladově nejpříznivější a umožní nejlepší výsledek. Vedoucí prodeje Reinhard Schäfer spokojeně vysvětluje: „Dodáváme individuálně přizpůsobená řešení pro zákazníky, kteří chtějí vyrobit pouze deset dílů za den, stejně jako pro zákazníky, kteří dodávají do automobilek např. dveřní výplně do vysoobrátkového modelu, tedy i přes 6000 dílů denně.


www.frimo.com