Een productfamilie van innovatieve, thermoplast halffabrikaten producten gemaakt van zeer veerkrachtige composietmaterialen. Het bestaat uit continue of lange vezels in een matrix van verschillende technische thermoplasten.
Tepex® is de composiet materiaal familie van Bond-Laminates, een 100% dochteronderneming van Envalior. Het bestaat uit continue of lange vezels in een matrix van verschillende technische thermoplasten. Vezelmaterialen zijn onder meer glas, koolstof, aramide en vlas. Deze structuur geeft de vlakke halffabrikaten producten hun uitzonderlijk hoge sterkte en stijfheid in combinatie met een extreem laag gewicht.
Op deze manier kunnen zelfs geavanceerde componenten kosteneffectief worden geproduceerd. Met name de combinatie met plastic spuitgieten als verwerking techniek maakt een efficiënte serieproductie mogelijk. Veelzijdig en krachtig tegelijk, Tepex® is een overtuigend antwoord op uitdagingen die voortvloeien uit de huidige megatrends zoals de New Mobility. Het maakt innovatieve oplossingen mogelijk voor geïndividualiseerde productontwerpen en product eigenschappen evenals verbeterde veiligheid, behoud van hulpbronnen en milieubescherming.
Wanneer er vraag is naar lichtgewicht constructie op grote schaal en naadloze functionele integratie in een veerkrachtige, duurzame oplossing, komt Tepex® naar voren als de materiaal bij uitstek.
Tepex® dynalietmaterialen bestaan uit een of meer lagen halffabrikaten van textiel producten met doorlopende vezels ingebed in een matrix van industriële thermoplasten. Deze kwaliteit is volledig geïmpregneerd en geconsolideerd. Alles de vezels zijn dus omhuld met plastic en de materiaal bevat geen luchtbellen. ® Tepex dynaliet zorgt dus voor maximale sterkte en stijfheid in combinatie met een lage dichtheid en superieure dynamische eigenschappen.
Tepex® flowcore maakt gebruik van glas- of koolstofvezels met een eindige lengte, waardoor compressiegieten mogelijk is voor meer ontwerp flexibiliteit. Deze vezels zijn volledig geïmpregneerd en geconsolideerd. De flowcore-familie omvat structuren met zowel continue (Tepex® dynaliet) als lange vezels (Tepex® flowcore), waarbij meestal continue vezels aan de exterieur en lange vezels in het midden worden geplaatst. Hierdoor ontstaat een vezelcomposiet met een maximale buigzaamheid sterkte, ter ondersteuning van het gieten van ingewikkelde componenten.
In tegenstelling tot Tepex® dynaliet zijn de materialen van de semipreg-familie niet volledig geconsolideerd en dus mechanisch minder veerkrachtig. Als gevolg hiervan kunnen lagere dichtheid en gewijzigde akoestische eigenschappen worden bereikt met een gedefinieerde materiaal dikte. In toepassingen waarvoor het door stijfheid gedomineerde dynaliet niet het geschikte eigenschap profiel biedt, kan semipreg een aantrekkelijk alternatief zijn.
Tepex® antiballistische materialen van aramideweefsels zijn speciaal ontworpen voor optimale antiballistische prestaties. De materiaal systemen worden gebruikt in beschermende producten, zoals helmen en autobepantsering en verdere beschermingsmiddelen.
Het verhogen van de brandstofefficiëntie is een belangrijke vereiste voor de automotive industrie - een lager voertuiggewicht is de ideale manier om dit te bereiken. Dit mag echter niet ten koste gaan van de veiligheid, het rijcomfort of de productie-efficiëntie. Tepex® biedt oplossingen voor structurele en semi-structurele componenten.
Zo divers als het aanbod van sportartikelen is, zo divers zijn ook de materiaal eisen voor bijvoorbeeld sport schoenzolen, fietsonderdelen, skischoenen of beschermende kleding en helmen. Tepex® voldoet aan alles deze eisen.
Moderne elektronische apparaten moeten niet alleen licht, robuust en sterk geïntegreerd zijn in termen van functionaliteit. Een individueel ontwerp met een hoge herkenningswaarde en optische en haptische aantrekkelijkheid zijn ook belangrijke verkoopargumenten, vooral voor de elektronica van de consument.
Industriële processen en toepassingen vragen om een efficiënt gebruik van energie. Bewegende machineonderdelen van Tepex® voldoen ook bij relatief lage gewichten aan hoge stabiliteit eisen.
Tepex® is een groep composiet halffabrikaten producten die volledig geïmpregneerd, geconsolideerd en plaatvormig zijn. Ze zijn gemaakt van high-trek- continue vezels (of lange vezels in het geval van Tepex® flowcore) en een thermoplast matrix. Deze composietplaten kunnen in korte cyclustijden worden verwerkt tot complexe componenten door verhitting en vervolgens vormen. Continuvezels zijn voornamelijk glas- en/of koolstofvezels in de vorm van stoffen, inlays of andere halffabrikaten van textiel producten. Matrixmaterialen zijn thermoplasten zoals polypropyleen, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polycarbonaat, thermoplast polyurethaan en polyfenyleensulfide. De sterke punten van Tepex® kunnen als volgt worden samengevat:
Vezel-plastic composieten worden met name gekenmerkt door hun uitstekende stijfheid en zeer hoge sterkte in combinatie met zeer lage dichtheid. Dit zijn de eigenschappen van een ideale lichtgewicht constructie materiaal. De volgende tabel toont de belangrijkste parameters van een aantal standaard Tepex® kwaliteiten:
Computer-aided engineering (CAE) van Tepex® componenten is essentieel om korte ontwikkelingstijden, kosteneffectieve productieprocessen en een geoptimaliseerd ontwerp van componenten te realiseren voor de belastingsgevallen. In dit proces heeft het ontwerp specifiek betrekking op zowel het productieproces als het mechanisch gedrag van het onderdeel en de interactie tussen productie en component eigenschappen.
De anisotropie – d.w.z. richtingsafhankelijkheid – is de belangrijkste eigenschap van het halffabricaat in het ontwerpproces. De morfologie van het wapeningsweefsel geeft aanleiding tot een asymmetrie tussen spanning en compressie, een afhankelijkheid van de positie in termen van het doorgaande vlak (laagstructuur) en, voor het fabricageproces, de drapeerbaarheid. De matrix eigenschappen aanleiding geven tot de temperatuur en, in sommige gevallen, de afhankelijkheid van het vochtgehalte, evenals – afhankelijk van het type belasting – tijdsafhankelijke creep. Ook zorgt de laagopbouw voor relatief grote verschillen tussen trek- en buigzaamheid eigenschappen.
Zowel het fabricageproces als het gedrag van de componenten kunnen zeer effectief worden gekarakteriseerd met behulp van standaard FE-methoden en berekeningsprogramma's (solvers), met precisie en voorspelling kwaliteit afhankelijk van de gebruikte modelgebaseerde benadering, de reikwijdte van de onderliggende meetgegevens en de specifieke aspecten die moeten worden berekend.
Om het productieproces, de resulterende vezeloriëntatie en het component-eigenschappen tot breukgedrag voldoende te voorspellen, hebben we tools ontwikkeld op basis van de FE-solver ABAQUS die de genoemde eigenschappen en invloeden karakteriseren en dus direct kunnen worden gebruikt in het ontwikkelingsproces voor Tepex® componenten. Deze FE-tools maken gebruik van materiaal gegevens die worden berekend met behulp van richtingsafhankelijke trek--tests, soms met een hoge uitbreiding-snelheid, en verschillende afknippen- en buigzaamheid-tests.
Figuur 1: Spanning verdeling en vervorming bij driepunts-buigzaamheid testen
Vorm- en drapeersimulaties dienen twee doelen die onafhankelijk van elkaar zijn:
Ons simulatiemodel voor het draperen van Tepex® componenten is gebaseerd op de FE-solver ABAQUS. Er wordt rekening gehouden met het feit dat thermoplast composieten op basis van stof plastic thermovormen niet toestaan, maar in plaats daarvan worden toegevoegd aan de driedimensionale geometrie van het onderdeel als gevolg van stof afknippen rek uit de platte mal (trellis-effect). Als het afknippen effect dat nodig is voor de vorming zo groot is dat de vezels aan elkaar grijpen, schakelt de materiaal over naar de normale richting en ontstaan er rimpels. Dit effect kan ook worden gereproduceerd in het rekenmodel.
Figuur 2: Afknippen hoekverdeling in een mock-up component
Ons composiet materiaal model voor Tepex®, in combinatie met de vezeloriëntaties die zijn bepaald voor de geometrie van de component in het eenstaps drapeerproces, maakt een zeer effectieve voorberekening mogelijk van de stijfheid, sterkte, crash eigenschappen en trilling eigenschappen van de component. De gereedschappen kunnen zowel worden gebruikt voor pure Tepex® componenten als voor componenten die worden geproduceerd met behulp van insert-molding, hybrid-molding of flow-molding. Ontwerpers kunnen zo reageren op een zwakte in een onderdeel in de computerfase – bijvoorbeeld door grotere wanddiktes of verstevigingsribben te gebruiken.
Beide gereedschappen hebben hun geschiktheid en precisie bewezen bij de ontwikkeling van talrijke prototype- en seriecomponenten – zoals in het geval van een voorste bovengordel, rempedaal, airbagbehuizing, zitschaal en infotainmentbeugel (dragende structuur van het geluidssysteem in een voertuig).
Figuur 3: De afbeelding toont de belangrijkste invloeden op de integratieve simulatie van Tepex® hybride componenten
We hebben de vormsimulatie en het nieuwe materiaal-model voor Tepex® aangevuld met een modelleringsaanpak die ook de simulatie van thermisch processen in verwarmde Tepex® tijdens het vormen ondersteunt. Dit simulatiemodel maakt het in wezen mogelijk om bijvoorbeeld ongelijke koeling onder dia's te onderzoeken, en het omgekeerde effect ervan op de draperbaarheid, dat resultaten uit het temperatuur-afhankelijke materiaal gedrag.
Aangezien dit simulatieproces nauwkeurige informatie over het verwarmingsproces en de alles de thermisch omstandigheden vereist en in het algemeen veel complexer is dan de isotherme benadering, wordt het normaal gesproken alleen gebruikt voor het analyseren van zeer specifieke vragen en problemen.
In gezamenlijke ontwikkelingsprojecten maken we gebruik van integratieve simulatie om klanten te ondersteunen bij het ontwikkelen van componenten. Toch is het ook belangrijk om onze klanten tools te geven waarmee ze nieuwe applicaties in Tepex® kunnen ontwerpen als onderdeel van hun eigen CAE workflow. Daartoe:
Voor alles methoden is een groeiende reserve van materiaal parameters beschikbaar. Alles gevallen moet de oriëntatieverdeling, die onze experts bijvoorbeeld met behulp van het eenstapsdraperingsproces kunnen berekenen en beschikbaar stellen voor een bepaald rekenmodel, worden opgeslagen.
Ons deskundige team biedt de volledige knowhow die we bezitten als het gaat om materialen, composiettechnologieën, simulatiemethoden, het testen van componenten, verwerking en productie. Deze expertise introduceren we in onze partnerships met onze klanten. Onze diensten voor Tepex® omvatten:
Snijden van messen
De straal van het water
Onze Tepex® composieten worden geheel of gedeeltelijk geconsolideerd in een continu, sterk geautomatiseerd productieproces. Maar waarom is volledige consolidatie zo belangrijk?
Om een gevormd en terug-gegoten onderdeel te verkrijgen, kunnen Tepex® inzetstukken in een eerste stap worden thermogevormd en in een andere afzonderlijke stap worden terug of overmolded. Bij de tweede stap moet de preform weer worden opgewarmd.
Hybride gieten biedt een economisch alternatief voor het tweestapsproces. De organische plaat wordt gevormd en samen in de spuitgietmatrijs geïnjecteerd. Om gegoten onderdelen in één stap te produceren, worden halffabrikaten composietplaten geleverd als blanco's die de uiteindelijke contour benaderen. Zeer korte cyclustijden <60sec. zijn haalbaar met deze methode.
Complexe componentgeometrieën met verschillende wanddiktes zijn bijzonder geschikt voor vloeivormen. Door de wapening met eindige vezellengtes is Tepex® flowcore geschikt voor flow-molding. Dit maakt het mogelijk om ribben en functionele elementen vorm te geven. Bovendien wordt flow-molding gekenmerkt door een zeer hoge reproduceerbaarheid en korte cyclustijden.
Door het persgieten van LFT of Tepex® flowcore te combineren met voorverwarmde composietplaten, wordt de productie van grote, extreem sterke en vervormingsvrije componenten mogelijk gemaakt. De belangrijkste kenmerken van de op deze manier geproduceerde componenten zijn hun extreem hoge impactweerstand.
Voor ons betekent duurzaamheid meer dan gerecyclede of bio-based grondstoffen en ook meer dan het identificeren van recyclingmogelijkheden voor onze eigen materialen. We streven ernaar om dit complexe vraagstuk, met name voor de kunststoffen industrie, in zijn geheel aan te pakken.
De weg naar een duurzamere toekomst is voor een groot deel gebaseerd op een bewust en zuinig gebruik van hulpbronnen en energie. Lichtgewicht constructie is een zeer effectieve methode om materiaal te besparen en zo de energie die nodig is voor beweging of acceleratie te verminderen.
Meer dan 20 jaar geleden wilden de ontwikkelaars van Tepex® organische platen in één materiaal uitstekende mechanisch eigenschappen combineren met een laag dichtheid. Het resultaat was een veelzijdige familie van materialen die kunnen worden aangepast aan een breed scala aan eisen, terwijl het leidende principe van lichtgewicht constructie altijd in het oog wordt gehouden.
Thermoplast matrixmaterialen zoals Tepex® organoplaten bieden veel voordelen, zowel bij verwerking als bij recycling aan het einde van de dienst levensduur.
Er bestaat al een praktisch recyclingconcept voor industrieel afval, voornamelijk snijresten van Tepex® verwerking, waarbij het afval wordt vermalen en vervolgens wordt gebruikt voor het omspuiten van halffabrikaten of kan worden gebruikt voor conventionele spuitgieten. Nu al wordt het proces gebruikt voor het postindustriële afval van PP en PA GF Composites. Vezels en matrix blijven ongescheiden. Het proces werd zowel economisch als ecologisch onderzocht en geëvalueerd voor PP-GF-composieten als onderdeel van ReproOrgano project.
Naast circulaire recyclingprocessen en meer energie-efficiëntie bieden hernieuwbare grondstoffen een aantrekkelijke manier om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, omdat ze tijdens hun productie koolstofdioxide binden.
Het combineren van een hernieuwbare vezel zoals vlas met een even hernieuwbare matrix materiaal zoals polymelkzuur (PLA) zorgt voor de grootst mogelijke reductie van de CO2-voetafdruk , wat resulteert in over ons 1/3 van een conventioneel PC/GF-systeem.
Er bestaat een breed scala aan opties voor verwerking Tepex® organoplaten, afhankelijk van het type vezelversterking, de materiaal dikte, vezellengte en complexiteit of specifieke eisen van het onderdeel. Op maat gemaakte verwerking methoden bieden in elk geval maximale betrouwbaarheid, procesefficiëntie en energie-efficiëntie.
Een vergelijking van verschillende verwerking methoden voor een licht metaal en thermohardende en op thermoplast gebaseerde composietmaterialen maakt duidelijk dat een toenemende mate van integratie, zoals toegestaan door Tepex®, gepaard gaat met aanzienlijke proces vereenvoudiging. Het risico op contaminatie tussen afzonderlijke processtappen wordt dienovereenkomstig verminderd, vooral wanneer bewerkingen na verwerking, zoals slijpen of polijsten, worden geëlimineerd.
Dit is bijvoorbeeld belangrijk voor uitbundig geverfde behuizingsdelen van computers of mobiele telefoons. Minder processtappen betekent minder productie-inspanning voor machines en apparatuur, en ook een betere energie balans, omdat herhaalde koeling en verwarming kunnen worden geëlimineerd.
Microplastics zijn nu detecteerbaar in het milieu alles over de hele wereld. Geschat wordt dat er al meer microplastics in de oceanen van de wereld zijn dan plankton. In de woestijn, in het noordpoolgebied, op de Mount Everest, in onze landbouwgrond en in de lucht - overal zijn al aanzienlijke hoeveelheden microplastics gevonden. Plastic deeltjes zijn ook aangetroffen in ons voedsel, zoals vis, zeevruchten, zout en honing.
Ieder van ons is hier verantwoordelijk voor. Veel van de microplastics in het milieu worden geproduceerd door het schuren van banden en het wassen van kleding gemaakt van synthetische vezels.
De kunststoffen verwerking industrie is zich echter ook bewust van haar verantwoordelijkheid. Kunststoffen Europe - de vereniging van kunststoffen producenten, waarvan de meer dan 100 aangesloten bedrijven uit 27 lidstaten meer dan 90% van de Europese kunststoffen produceren - heeft zich aangesloten bij Operation Schoonvegen (OCS). Dit is een wereldwijde campagne om milieuvervuiling door de productie van plastic pellets te voorkomen.
OCS is een certificering die we naast ons bestaande milieumanagementcertificaat kunnen behalen als we aan de eisen voldoen. Eerst moeten we ons officieel committeren aan het programma en de vereisten ervan. En dan begint het werk, want we moeten onszelf kritisch onder de loep nemen, nagaan waar kleine deeltjes plastic (granulaat/poeder) mogelijk in ons productieproces in het milieu terecht kunnen komen en mechanismen vinden om dit te voorkomen.
Het verklaarde doel van Envalior is dat alles locaties wereldwijd tegen eind 2024 de OCS-audits hebben doorstaan.
Directe en gemakkelijke toegang tot ons brede portfolio van hoogwaardige kunststoffen: vraag een offerte aan of bestel een sample. U kunt ons ook gewoon een (technische) vraag stellen.
