اختصاصی بسپار/ چرا صنعتیشدن پوششدهی درونقالبی دشوار است؟ Haitian از این چالش بزرگ برای قطعات بدنه خودرو میگوید
گروه ترحمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر فناوری پوششدهی درونقالبی (In-Mold Coating – IMC) در صنعت خودرو تنها روشی برای حذف مرحلهی پوششدهی پس از قالبگیری نیست؛ این فناوری میتواند شیوهی تولید قطعات بزرگ بدنه را بهطور اساسی تغییر دهد. بااینحال، صنعتیکردن آن به هماهنگی همزمان مواد، ماشینآلات، قالب، پارامترهای فرایندی و الزامات خودروساز نیاز دارد؛ موضوعی که توسعهی IMC در مقیاس انبوه را به چالشی پیچیده تبدیل کرده است.
Haitian International، یکی از تولیدکنندگان بزرگ تجهیزات قالبگیری تزریقی، مدتی است روی توسعهی این فناوری کار میکند و یک راهکار کلیددردست بدون پاشش متداول مبتنی بر پلییورتان (Polyurethane – PUR) ارائه داده است. این شرکت در ماه مه نیز همکاری راهبردی خود را با متخصص آلمانی فناوری PUR یعنی Hennecke آغاز کرد تا قالبگیری تزریقی و فناوری پلییورتان را در قالب یک سامانهی یکپارچه توسعه دهد.
تولید تا چهار برابر سریعتر و کاهش بیش از ۹۹ درصدی VOC
به گفتهی معاون بخش صنعت خودرو در Haitian International، افزایش توجه خودروسازان به IMC حاصل ترکیب دو عامل اصلی است: فشار برای کاهش هزینه و افزایش بهرهوری از یکسو و سختگیرانهترشدن الزامات زیستمحیطی از سوی دیگر.
در قطعات بزرگ بیرونی خودرو مانند سپر و گلگیر، IMC مرحلهی پوششدهی را مستقیم با قالبگیری تزریقی ترکیب میکند. به گفتهی Xu، زمان چرخهی تولید با این فناوری میتواند حدود چهار برابر سریعتر از روشهای متداول باشد و میزان استفاده از مادهی پوششدهنده نیز به نزدیک ۱۰۰ درصد برسد.
مزیت زیستمحیطی نیز قابلتوجه است. این فناوری از سامانهای بدون حلال استفاده میکند و پوششدهی درون قالب بسته انجام میشود؛ در نتیجه، انتشار ترکیبات آلی فرّار (Volatile Organic Compounds – VOCs) بیش از ۹۹ درصد و انتشار کربن حدود ۶۰ درصد کاهش مییابد.
حذف انتقال، آمادهسازی سطح، پاشش و خشککردن
در روش متداول، قطعه ابتدا با قالبگیری تزریقی تولید و سپس برای مراحل آمادهسازی سطح، پوششدهی و خشککردن منتقل میشود. IMC این مراحل را در یک فرایند تولیدی ادغام میکند و امکان تولید یکمرحلهای را فراهم میسازد.
حذف انتقال قطعه، آمادهسازی سطح، پاشش و خشککردن علاوه بر کاهش تجهیزات و فضای کارخانه، احتمال ایجاد خراش یا آلودگی هنگام جابهجایی را نیز میکاهد و میتواند یکنواختی محصول و بازده تولید را افزایش دهد.
این فناوری همچنین امکان ایجاد جلوههای ظاهری مختلف مانند سطوح براق، مات و بافتهای فلزی را فراهم میکند. پلییورتان مورد استفاده نیز قابلیت خودترمیمی دارد؛ بهگونهای که برخی خراشهای جزئی، از جمله آسیب ناشی از برخورد سنگریزه هنگام رانندگی با سرعت زیاد، میتوانند تحت شرایط مشخصی ترمیم شوند.
همین ویژگیها باعث شدهاند فناوریای که در ابتدا بیشتر برای قطعات داخلی خودرو، مانند داشبورد، استفاده میشد بهتدریج به سمت قطعات بیرونی بزرگتر حرکت کند.
مشکل اصلی IMC خود ماشین نیست؛ کل سامانه است
با وجود این مزایا، Haitian معتقد است بزرگترین مانع صنعتیشدن IMC، یکپارچهسازی سامانه (System Integration) است.
برای اجرای موفق این فناوری باید تجهیزات قالبگیری تزریقی، سامانهی تغذیهی PUR، طراحی قالب، سامانهی مواد و کنترل فرایند بهصورت هماهنگ عمل کنند. به بیان دیگر، صنعتیشدن IMC تنها با خرید یک ماشین جدید امکانپذیر نیست و به دانش چندرشتهای و هماهنگی گسترده در زنجیرهی تامین نیاز دارد.
طراحی قالب نیز تفاوت قابلتوجهی با قالبگیری تزریقی متداول دارد و تجربهی صنعتی در این زمینه همچنان در حال شکلگیری است. از سوی دیگر، هزینهی مواد PUR هنوز بالاست و در مواد غیرقطبی مانند پلیپروپیلن نیز مشکلات مربوط به چسبندگی باید بیشتر برطرف شوند.
در قطعات بزرگتر، آببندی قالب، جریان مناسب مادهی پوششدهنده و دقت مقداردهی اهمیت بیشتری پیدا میکند. فرایندهای پاییندستی برای قطعات دارای ساختار پیچیده نیز همچنان به بهینهسازی نیاز دارند.
همکاری Haitian و Hennecke برای ارائهی راهکار یکپارچه
همین پیچیدگی باعث شده است Haitian از مدل سنتی «فروش ماشین» فاصله بگیرد و به سمت ارائهی راهکار کلیددردست حرکت کند. از دید این شرکت، مشکل بسیاری از مشتریان خرید تجهیزات نیست؛ بلکه هماهنگکردن تامینکنندگان متعدد و رسیدن به یک فرایند تولید پایدار است.
در همین راستا، همکاری Haitian با Hennecke اهمیت پیدا میکند. Haitian دانش و تجربهی خود در تجهیزات قالبگیری تزریقی را با تخصص Hennecke در فناوری PUR ترکیب میکند تا مشتری مجبور نباشد تجهیزات و فناوریهای مختلف را بهتنهایی یکپارچه کند.
یکی از نمونههای توسعهیافته، راهکار جلوپنجرهی خودرو JU7500M/2400 شرکت Haitian است که بر پایهی سامانهی مواد PC/ABS + PUR طراحی شده است.
هدف بعدی؛ قطعات بزرگ بدنه خودرو
به اعتقاد Xu، در سه تا پنج سال آینده، ستونهای A، B و C خودرو بهدلیل ابعاد نسبتا کوچک و ساختار سادهتر میتوانند از نخستین قطعاتی باشند که IMC در تولید انبوه آنها به کار گرفته میشود.
اما فرصت اصلی در قطعات بزرگ بیرونی بدنه مانند درهای جانبی، گلگیرها و پنلهای عقب بدنه (Quarter Panels) قرار دارد. هنوز چالشهایی مانند یکنواختی رنگ، یکنواختی پوشش و پایداری فرایند در این قطعات وجود دارد، اما بهدلیل ظرفیت زیاد کاهش هزینه، این حوزه به یکی از مهمترین اهداف تحقیقوتوسعهی خودروسازان و تامینکنندگان ردهیک تبدیل شده است.
چراغهای خودرو نیز از دیگر کاربردهای بالقوهی IMC هستند، هرچند برای ورود این فناوری به چنین کاربردی، دستیابی به الزامات سختگیرانهی عبور نور، مقاومت در برابر شرایط جوی و مقاومت سایشی ضروری خواهد بود.
تامینکنندهی آینده فقط «سازندهی قطعه» نخواهد بود
گسترش IMC میتواند حتی رابطهی میان خودروسازان و تامینکنندگان را تغییر دهد. به گفتهی Xu، رقابت آینده دیگر تنها بر توانایی ساخت قطعه متمرکز نخواهد بود، بلکه توانایی مشارکت تامینکننده از مراحل ابتدایی توسعهی محصول اهمیت بیشتری پیدا میکند.
تامینکنندگان باید علاوه بر تولید، بر مواد، توسعهی قالب، کنترل فرایند و طراحی برای ساختپذیری (Design for Manufacturability – DFM) تسلط داشته باشند و بتوانند همراه با خودروساز، ساختار قطعه، ماده و فرایند تولید را از همان مرحلهی طراحی بهینه کنند.
در چنین مدلی، تامینکننده از یک سازندهی صرف بر اساس نقشهی مشتری یا Build-to-Print (BTP) به شریک فنی خودروساز تبدیل میشود. بنابراین، شاید مهمترین پیام توسعهی IMC این باشد که آیندهی این فناوری نه به یک ماشین یا مادهی جدید، بلکه به توانایی صنعت در یکپارچهکردن کل زنجیرهی طراحی و تولید وابسته است.
