2021年2月雜誌專題

面向新型黏合劑應用的freeformer

■德商阿博格機械有限公司台灣分公司

 

前言

全世界幾乎所有人都知道德莎品牌,並長期使用該品牌的膠帶─德莎透明膠帶。但是,大約有75% 的自黏系統解決方案應用於工業。公司設在德國漢堡附近的諾德施泰特的總部,大約有320 名員工從事研發工作。他們開發了用於智慧手機組件的壓敏膠,並研究了用freeformer 進行積層製造所帶來的附加價值。

「起初,沒有人知道freeformer 是否如塑料一樣可以用於黏合劑。這就是為什麼我們最初選擇租賃模式,並自2019 年6 月以來一直在我們的技術中心使用freeformer 200-3X 設備的原因,」德莎技術和產品開發部門的弗蘭剋·維魯斯如此解釋道。「我們的重點是工藝開發和材料鑑定。試生產的結果令人鼓舞,我們很快將購買大型的Freeformer 300-3X 設備。」

弗蘭剋·維魯斯和技術經理 曼努埃爾·本迪奇為自己設定了目標,即製造和改良在室溫下就具有黏性的天然橡膠和合成橡膠,使其可用於工業添加劑的製造。為了能夠在ARBURG(阿博格)塑料無模具列印機(AKF)中加工這些材料,必須進行重要的準備工作:我們的任務是找到可以將黏合劑製成顆粒的配方。為此,例如對表面進行輻照並使其物理失活。弗蘭剋·維魯斯總結道:「我們取得了快速而又巨大的成功,這是非常令人驚訝的。」freeformer 能夠極其精確且可再現地處理各種膠粒。

特殊之處在於,聚焦僅僅在一層或幾層上。對於某些產品,層厚度僅約300 微米。因為較之於傳統塑料部件,使用AKF 工藝生產需要完全不同的參數設置,所以必須制定自己的標準進行材料鑑定。

 

無模具新思路

曼努埃爾·本迪奇對此這樣說道:「非常規的思考和工作是我們完成整個項目的原動力。我們得到了ARBURG(阿博格)的大力支持!同我們一樣,freeformer 專家也在靈動的團隊浬工作。總會有人幫助我們開發具有建設性的、可執行性,以及極具創意的應用。這樣,我們可以在相同基礎上開發新的智慧解決方案,並建立試點項目。」

新材料配方以窄條形式進行「列印」來進行品質測試。第一次快速測試之後,用測試機以恆定的速度和剝離角度測量將黏合膜從各種表面(例如ABS、玻璃或鋁)上剝離所需的力。如果將膠黏膜黏貼到紙張上,則可以無損地將其剝離並安裝在產品中。德莎專家認為,在所謂的智慧手機玻璃蓋成型過程中,積層製造的黏合劑產品的潛力很大。通常情況下,為了將玻璃蓋黏合到殼體上,需要準備一些指定了厚度且整面塗層的大號鈑件,並且在其兩側上沖壓出具有黏性的框架。


圖1:德莎專家弗蘭剋·維魯斯和曼努埃爾·本迪奇(左起)使用freeformer 進行黏合劑加工
圖2:膠黏劑測試條與ABS 底板的附著力極佳,並已通過薄膜下拉快速測試予以證明

無廢料並且具有減震功能

AKF 工藝是一種更具可持續性,且更節省資源的替代方法。弗蘭剋·維魯斯堅信:「這將讓我們能夠在產品中使用100% 的黏合材料而不會造成浪費。」他還希望通過附加功能創造更大的附加價值:帶有泡沫層的方案具有減震作用,可確保玻璃不會很快破裂。也可以想到具有由ABS 或PLA 製成的中間層的三明治結構膠帶,該中間層結構也可以加固膠帶。

AKF 工藝雖然比沖壓要慢得多,但可以節省模具用時間和工作量。因為需要的運輸路線、物流和進料系統比較少,所以整個過程也大大精簡。相反,可以將一個或多個freeformer 直接集成到全自動生產線中。

 

幾何形狀可任意變化

除了可持續性,支持工業3D 列印的另一個重要論點是使用三維模型的可行性:無需以預指定材料厚度工作,根據需要更改AKF 組件的層厚度和幾何形狀─可以逐步加深。弗蘭剋·維魯斯強調說:「這讓我們的客戶擁有了全新的設計自由度。」他的願景是讓德莎客戶自己將freeformer 集成到他們的生產線中,然後直接在現場以量身定製的德莎完整系統解決方案,積層製造所需的黏合劑產品。■

 

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SMARTMolding編輯部

《ACMT 模具與成型智慧工廠雜誌》(ACMT SMART Molding Magazine),將擴大報導,如「先進成型技術」、「3D 列印」、「模具製造」、「智慧工廠」、「數位化轉型」、「自動化」等領域,為讀者帶來更多全新內容。內容上未來也將對業界的企業進行一連串的採訪報導,報導範圍不會僅限於臺灣,同時預計也推出對華東、華南,以及東南亞等地區的各家企業進行採訪報導,帶各位讀者領略這些企業的崛起過程與成功經驗。

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