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一、塑料注塑新裝備

1、內(nèi)循環(huán)四缸直鎖二板式精密注塑機(jī)

北京化工大學(xué)推出的內(nèi)循環(huán)四缸直鎖二板式精密注塑機(jī)可謂為注塑機(jī)的創(chuàng)新發(fā)展注入了新鮮血液。

以著名注塑機(jī)專家、北京化工大學(xué)教授王興天的兩項專利技術(shù)（專利號：ZL00238617.8，ZL 200520145200.2）為核心，具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的“二板調(diào)模、四缸直鎖、內(nèi)循環(huán)”合模裝置是在總結(jié)和分析國內(nèi)外合模機(jī)構(gòu)的50余種型式和30余種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照“兩節(jié)、四高”（節(jié)省資源、節(jié)省能源、高精密、高效率、高靜音、高性價比）的目標(biāo)進(jìn)行量化而創(chuàng)新研發(fā)的，堪稱是一種最卓越的新型注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)。

北京化工大學(xué)目前已與寧波海天塑機(jī)集團(tuán)有限公司、寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司和浙江申達(dá)機(jī)器制造股份有限公司等注塑機(jī)龍頭企業(yè)簽訂了內(nèi)循環(huán)四缸直鎖二板式注塑機(jī)技術(shù)開發(fā)協(xié)議，綜合評價顯示，設(shè)備工作性能穩(wěn)定可靠，所生產(chǎn)制品精密度高、效率高，具有明顯的節(jié)省資源、能源、空間的優(yōu)勢；機(jī)器外形美觀，機(jī)械結(jié)構(gòu)布局合理，控制系統(tǒng)先進(jìn)，整機(jī)性價比極高，巧妙地解決了直壓式二板機(jī)能耗大等世界性的技術(shù)難題。

內(nèi)循環(huán)四缸直鎖二板式注塑機(jī)

2、高性能油電混合高速注塑機(jī)

德馬格ElexisS系列注塑機(jī)通過獨特的專利油電混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)了注塑機(jī)的高效率運行。德馬格油電混合動力系統(tǒng)采用高扭矩伺服電機(jī)直接驅(qū)動油泵，通過正反轉(zhuǎn)達(dá)到開合模和鎖模的動作。伺服電機(jī)和液壓油泵直接連接，沒有任何電磁閥，完全避免了電磁閥的響應(yīng)時間，以及由于液壓油高速通過電磁閥時所產(chǎn)生的熱量損失。因而在響應(yīng)速度和能耗上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動系統(tǒng)。同時避免了全電機(jī)所廣泛采用的滾珠絲桿在長時間運行時所產(chǎn)生的磨損問題，因而在耐久性和強度上明顯具有優(yōu)勢，更適合高速薄壁注射成型。與此同時，由于采用同步伺服電機(jī)，在開合模制動減速時，鎖模側(cè)的伺服電機(jī)實際上是一個發(fā)電機(jī)，它把制動能實時轉(zhuǎn)換成電能傳遞給塑化電機(jī)，減少了電能消耗，降低了生產(chǎn)成本。

基于以上全新的驅(qū)動理念，德馬格ElexisS系列注塑機(jī)得以實現(xiàn)超高的運行速度。

歐標(biāo)（Euromap6）通常采用“空循環(huán)時間”這個指標(biāo)來評價注塑機(jī)的高效性，即鎖模力達(dá)到最大鎖模力的70%，開模距離為拉桿間距70%時的一次開合模時間。德馬格ElexisS 200噸注塑機(jī)的空循環(huán)時間僅為1.35s，而一般的液壓機(jī)包括許多歐洲品牌也在2.3s左右，甚至更長。節(jié)省的0.95s對于周期性工作的注射成型過程的意義是顯而易見的。

另外，德馬格油電混合動力系統(tǒng)具有強大的注射能力，最大注射速度在800mm/s-1000mm/s。注射加速度在12m/s2。而一般高速液壓機(jī)的最大注射速度在600mm/s，注射加速度在5m/s2。

除了邊開模邊頂出，邊開模邊抽插芯等常規(guī)并行動作以外，德馬格ElexisS還具有邊開合模邊塑化，邊鎖模邊注射等特殊并行動作為標(biāo)配，這樣就從動作上把成型周期降至最低。

同時也可根據(jù)客戶要求配備注射壓縮功能（包含單重、多重、以及順序壓縮和并行壓縮），排氣功能（包含單重、多重、以及順序排氣和并行排氣）等，所有這些是傳統(tǒng)的高速液壓機(jī)所無法完成的。

二、塑料注塑工藝

1、聚氨酯反應(yīng)注射成型技術(shù)

聚氨酯正日益廣泛應(yīng)用于家電、建筑、輕工等各領(lǐng)域，甚至已經(jīng)開始取代橡膠來作為輪胎的生產(chǎn)原料。20世紀(jì)90年代，聚氨酯樹脂合成加工工藝曾被認(rèn)為是一項非常復(fù)雜的技術(shù)。

KraussMaffei公司整合Elastogran公司的綜合計量工藝技術(shù)推出一系列全新的、更優(yōu)化的混合和計量設(shè)備RIM-Star，并且具有三種不同的型號，包括：與普通設(shè)備類似的RIM-Star Modular；占地面積較小的RIM-Star Compact；注射量較小的RIM-Star MiniDos。

RIM-Star混合計量設(shè)備的主要特征是，其各組成部件的間距很小，能夠把壓力損失降到最低。同時，精確的溫度控制系統(tǒng)以及機(jī)器各部分的最佳配合使得加工過程更加穩(wěn)定可靠，極大地改進(jìn)了聚氨酯產(chǎn)品的性能。通過對機(jī)器各部件的改進(jìn)，這種新型機(jī)器更容易操作和維修。此外，機(jī)器所具有的高兼容性使其很容易配置相應(yīng)的加工處理設(shè)備，并使它們得到很好的整合。其中，RIM-Star Modular可以按模塊進(jìn)行靈活裝配，非常適合在空間有限而需要靈活裝配的場合使用；RIM-Star Compact因其結(jié)構(gòu)緊湊，各部件之間間距小而使其占地面積較小；RIM-Star MiniDos的自動化程度高，操作簡單方便，從而在保證高精確度的情況下，加工過程更加穩(wěn)定，其傳輸能力最低可達(dá)到3g/s。

2、PET瓶預(yù)吹工藝

Netstal是世界著名橡塑行業(yè)KraussMaffei集團(tuán)旗下的注塑機(jī)品牌，是全球領(lǐng)先的PET瓶坯注塑機(jī)品牌供應(yīng)商之一。在Chinaplas 2012上Netstal推出了PET瓶坯生產(chǎn)線PETForm。該生產(chǎn)線采用預(yù)吹工藝成型LightBase超薄塑料瓶底座。該工藝可以大大節(jié)省原料和能耗，周期時間也得到縮短。采用預(yù)吹工藝成型的塑料瓶底座的質(zhì)量可由原來的9.9克降低到7.4克，極大地節(jié)省了原材料。

耐馳特公司（Netstal）最近進(jìn)一步改進(jìn)了久經(jīng)考證的PET-LINE Calitec System。這種創(chuàng)新冷卻系統(tǒng)支持瓶坯通過瓶坯的內(nèi)壓冷卻。脫模后可以不間斷地對PET瓶坯進(jìn)行高強度后冷卻。這個Preblow技術(shù)采用底部吹出工藝延工了這一冷卻過程。因而進(jìn)一步增大了Calitec的優(yōu)勢：周期時間更短，持續(xù)改善模塑質(zhì)量。

耐馳特指出，正為創(chuàng)新的Preblow工藝申請專利。其特點是：該工藝過程中，在注塑工藝結(jié)束后瓶坯在底部直接吹制。首次實現(xiàn)了可以同時改變底部輪廓和表面區(qū)域。利用吹塑工藝增大底部的尺寸，還可以使關(guān)鍵底部區(qū)域的壁更薄。在后序吹塑過程中，可利用該效應(yīng)更有針對性的，更高效地加熱底部區(qū)域。由于具有較大的表面積，所以吹塑機(jī)中的UV燈要加熱較薄的壁。結(jié)果是：LightBase超薄瓶座。

與當(dāng)前公司的“EcoBase”和“Cappello Design”解決方案相比，其具有明顯的優(yōu)勢，因為在整個工藝過程中保證了高度的均一性。除了輪廓變化外，耐馳特對更重要的參數(shù)，即壁厚和材料積聚，進(jìn)行了更有效的調(diào)節(jié)，使其大幅改善。因而，在最佳注塑工藝過程中，壁厚據(jù)悉幾乎是不變化的。

在用一公升果汁瓶進(jìn)行初步試驗時，據(jù)報重量減輕了一克以上。同時壁厚顯著增大。在CHINAPLAS 2012，耐馳特展出了生產(chǎn)重15.8克的非碳酸水瓶坯的系統(tǒng)。盡管瓶的容量相同，但材料耗用量至少減少了0.5克。按一年來計算，相當(dāng)于節(jié)約了約255 噸材料。瓶坯用128腔模具生產(chǎn)，成型周期時間約為7.2秒。之后，所有128只瓶坯可靠、均等地吹制。與EcoBase 和Cappello相比，其重現(xiàn)性極好，吹塑工藝更簡單，具有突出的優(yōu)勢，令人印象深刻。

時任耐馳特銷售副總監(jiān)Thomas Anderegg說：“通過Preblow工藝的發(fā)展，耐馳特已開發(fā)了一流的創(chuàng)新技術(shù)。吹塑工藝具有較大的工藝條件范圍，而且由于材料在瓶底上的積聚較少而縮短了成型周期時間，所以在PET瓶的生產(chǎn)中具有突出的優(yōu)勢。”

三、注塑模具

注塑模具技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)五花八門，各展風(fēng)姿。

1、立體模具(cube mold)技術(shù)

阿博格Arburg與合作伙伴Foboha合作開發(fā)出用于連續(xù)高速共注射成型的四面模腔立體模具(cube mold)技術(shù)。兩注塑單元中較小的一個安裝在動模板上，立體模具中央部分的滑動裝置在機(jī)器底座上獨立運行，這樣就可以通過獨立的機(jī)器運動靈活地調(diào)節(jié)開模條件，提高工藝可靠性，優(yōu)化成型周期時間。Foboha模具在其四側(cè)的每一側(cè)有8個模腔，因而可以同時完成32個生產(chǎn)步驟。模具連續(xù)在四個工位運轉(zhuǎn)。在第一個工位注塑預(yù)成型件，伺服電動驅(qū)動裝置使模具旋轉(zhuǎn)90度后在第二個工位冷卻。模具再旋轉(zhuǎn)90度后將預(yù)成型件送入第三個工位，注塑第二個組分。最后旋轉(zhuǎn)90度后到達(dá)第四個工位后，在模具閉合的情況下，通過抽取模芯使成品脫模，自由落下，注塑工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行。完善的Foboha疊層旋轉(zhuǎn)技術(shù)在縮短成型周期方面具有突出的優(yōu)點，不僅可以高質(zhì)量、高速生產(chǎn)多組分部件，還可以在生產(chǎn)過程中脫模。可以在一臺機(jī)器上生產(chǎn)非常復(fù)雜的產(chǎn)品。由于是同時在兩個分型線處注塑，所以，采用立體模具技術(shù)可以使生產(chǎn)過程中的合模力降低一半，模腔數(shù)增加一倍，因而在時間和成本方面具有極大的優(yōu)勢，尤其是對于大批量生產(chǎn)而言。

圖2 四面模腔立體模具

四、塑料注射成型綜合解決方案

威猛巴頓菲爾是全球塑料行業(yè)唯一一家能夠提供全套注塑自動化系統(tǒng)及周邊設(shè)備的供應(yīng)商，其為客戶提供高效、可靠的“一站式”注塑解決方案的經(jīng)營理念愈來愈強化了其在注塑領(lǐng)域的駕馭能力。

1、威猛巴頓菲爾在Chinaplas 2012上展示了一臺作為完整生產(chǎn)單元的垂直轉(zhuǎn)臺式立式注塑機(jī)和一臺“MicroPower”的微型注塑機(jī)。

立式注塑機(jī)VMR 110/350V帶有直徑為1280mm的旋轉(zhuǎn)臺，通過一個4型腔模具來演示生產(chǎn)螺絲刀。螺絲刀的金屬部分將通過注塑技術(shù)與塑料部分一起被注塑成型。插入動作和隨后的將注塑成品取出并放在傳送帶上的動作，由一臺威猛W818機(jī)械手來完成。一臺SUMO Junior粉碎機(jī)被用于廢料回收重復(fù)使用，一臺Gravimax 14V稱重式混料機(jī)用于稱量塑料粒子并加入適量色母劑。這種稱重式混料機(jī)裝備有高精確性且防磨損的不銹鋼閥門。由于該設(shè)備采用了所有威猛混料機(jī)的配料單元中都有的RTLS（實時稱量）系統(tǒng)，它在每次混料時都能保證配料比例的絕對精確。此外，原料的烘干由威猛Drymax ES40除濕干燥機(jī)來完成，而Feedmax S3上料機(jī)則用于系統(tǒng)供料。

2、MicroPower15/10注塑機(jī)是威猛巴頓菲爾在展會中展出的另一臺注塑設(shè)備，其生產(chǎn)一種僅重0.003g的醫(yī)療用夾子。材料來自泰科納的POM工程塑料，生產(chǎn)循環(huán)周期為4s，4型腔模具由英國Microsystems公司提供。完成件由威猛W8VS2機(jī)械手取出，該機(jī)械手專門用于抓取小件和微型件，具有高速度和高精確。隨后，完成件被送到整合安裝在生產(chǎn)單元和注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的照相機(jī)下，完成質(zhì)量檢測。根據(jù)其不同線孔數(shù)，完成件最終分別被放置到不同的模塊中。包括注塑、檢測和取放的整個過程都將在無塵工作室內(nèi)進(jìn)行。在醫(yī)療用品制造和潔凈室等應(yīng)用領(lǐng)域，威猛巴頓菲爾擁有多年的豐富經(jīng)驗，能夠為客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和技術(shù)解決方案。

從近年來注射成型最近技術(shù)進(jìn)展可以看出，“精密、節(jié)能、高效”是塑料注塑技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。但是十幾年來，我們與國外同行間的差距還在繼續(xù)擴(kuò)大。

國家“十二·五”規(guī)劃綱要對裝備制造業(yè)的未來發(fā)展提出“推動裝備制造由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變”的要求，這也對塑料機(jī)械行業(yè)發(fā)展提出了新的要求。中國輕工機(jī)械協(xié)會秘書長李堅先生呼吁塑料機(jī)械行業(yè)要改變固有觀念，要從塑料制品開始，研發(fā)市場中尚不存在的制品，向市場提供從制品、工藝到裝備一條龍的“交鑰匙”工程，從而引導(dǎo)市場來消化研發(fā)成果。能否在下個世紀(jì)初較短的時間內(nèi)盡快轉(zhuǎn)變老的發(fā)展模式，采用新的或更新的模式，這是消滅或縮小我國同先進(jìn)國家之間的差距關(guān)鍵之所在。

來源：北京化工大學(xué)焦志偉

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