注射机作为塑料加工设备中最具创意的加工装备之一,技术的创新可谓日新月异。从加工原理、驱动机理、控制技术,以至满足特殊应用的专用注塑技术,新技术不断涌现。那么,注射技术发展的下一个方向将是什么?从K 2007上注塑企业所展示的技术来看,将下游的加工手段合并到注射过程中,形成一个完整的加工单元——IMM Cell,正成为注射技术创新的重要方向。
Arburg:整合组装系统
在K2007,Arburg在1,400平方米的展位上,充分展示公司的创新技术,诠释塑料行业未来的发展趋势。
塑料折阀箱是许多家庭常用的家庭用品,也是企业常用的标准储物容器。Arburg 在一台 Allrounder 920 S上演示塑料折阀箱的全部生产过程,包括部件的生产、取物、精确放置以及自动组装。折阀箱由五个部件组成,在一个称为“家族注塑模具”的五腔模具中一次性生产而成。五个部件包括一块底板,两块短侧板和两块长侧板。注塑完成过后, Multilift V 将五个部件同时从模型中取出,并依次定位在不同的安装站上。首先放置底板,然后将两块短侧板与底板组装起来,然后将两块长侧板准确定位并进行组装。组装完成后,机械手系统通过在底板上固定的卡爪将折阀箱再次提起,然后放置在传送带上。
Arburg还现场展示用三组分Allrounder一步法完成一个全功能LED发光条的生产技术。该产品使用一种特殊的导电塑料和一种封装的高灵敏LED组件加工,对机器、模具和机械手都有很高的要求。这一应用是Arburg、Oechsle等企业的一个合作项目,充分展示不同领域专家如何紧密合作以创造新产品。
 Arburg现场展示的塑料折阀箱整合生产系统,充分展示了公司在复杂生产单元领域中的优势。
 BOY公司现场加工的重量仅为0.001g的微型齿轮。
BOY:微精密注塑机
BOY公司的展出机型中包含一台BOY 12 A注塑机,用一个两腔模具成型重量仅0.001g的聚甲醛齿轮。其塑化螺杆只有12mm。在小齿轮脱模时,由一个机器人取件并送到专门的容器,通过一个压缩空气管分腔放置。脱模机器人完全在保护罩内,固定在动模板上,因而不需要任何辅助的安全保护。智能化的光学检测装置确保敏感的模具的安全。
Engel:Exjection 结合挤出与注射的优势
这一技术与传统注射机的最大不同在于模具在注射过程中是运动的。我们可以想象一个型材,在射胶的同时,按一定的角度沿着机器的纵向移动。为了获得正确的填充,必须精确控制螺杆前进的速度以及熔体流动的速度,以便与模具移动速度保持同步。模具移动产生连续的空腔从而可以使得胶料连续注入。为了保证制品足够密实,熔体在射胶点附近经过压缩,因此模具的移动要较理论速度稍慢。这些相应的要求都由Engel的全电动注射机E-Motion系列来满足。模具由一个伺服电机驱动。
 Engel亚洲总裁Robert Bodingbauer介绍公司展出的多项创新注射成型技术。
Engel在K展上用一台Engel E-Motion 200/55注射机成型一个930mm的薄壁型材,壁厚为1.2mm。据介绍,这一技术特别适于成型长而形状规则的制品,但用挤出方法加工又受到定长限制或结构限制的制品。其工作原理为:模具滑动,由伺服电机和滚珠丝杠驱动;螺杆速度、熔体流速与模具移动速度完美配合;充模过程中,为了防止充模不满或冷缩,必须在注射头蓄压;整个系统对模板平行度、注射机的锁模力都有特殊的要求,并要求在一定区域内都具有均匀的压力分布;在足够的锁模力下,还要保证模具的滑动只需要很小的力就可以实现。
Engel:无损伤RFID卷标注射
最近几年,RFID的应用不断增多。通常需要在制品上粘贴RFID芯片,但是由于碰撞或者摩擦可能造成芯片损坏。与Ifw公司合作,Engel的工程师们开发出一种不会伤害RFID芯片的注射成型方法,利用这种方法可以成型托盘、运输容器、垃圾容器、信用卡、牲畜耳签等需要加入RFID卷标的产品。
在自动大批量生产时,RFID被传输到机器中,再由一个Engel ERC 33–F机械手放置在模具中。目前的技术要求制件壁厚必须超过2mm。这一技术在一台ENGEL victory VC 1050H/200W/220 Combi多组分注射机上成型,并在Ifw的展位展出。
其生产过程对温度、流速控制都有特殊的要求,防止膜片损坏使RFID受损。
Negri Bossi:注射成型与金属化表面处理结合
Negri Bossi S.p.A现场展示其整合加工与后处理解决方案。该公司共展出四台机器。其中一台机器展示注射成型和金属化表面处理的汽车前灯光学组件成型方案。这一系统采用一台210吨的新的Cambel系列电动机。光学组件的成型及后期的金属化处理是一个复杂的过程,如果组件要求耐高温,首先需要成型一个热固性塑料组件,整个过程包括:修边、清洗、涂层以及真空镀金属。Negri Bossi的这一方案用PES成型的光学组件,耐温不低于200℃,并可立即进行表面喷镀而不需要表面处理过程。整个生产过程完全自动化,而且由于结构紧凑,整个工作区域无需进行除尘处理。这不但减少了工序,而且避免了中途运输以及大量人工操作。
 Netstal董事总经理兼CEO Bernhard Merki突出介绍了公司展出的结合IML与MUCELL的冰淇淋盒生产技术。
Negri Bossi展示的设备还包括一台注射机与在线质量控制整合的系统(SACMI)。其目标并不是针对尺寸检测,而是检测制件的性能是否满足需要,以实现产品100﹪的非破坏性在线检测。其检测原理是利用红外色谱检测,然后根据吸收值来判断是否存在质量问题。
Netstal:IML与Mucell结合
Netstal公司执行董事在展位举办的新闻发布会上,特别介绍了公司将IML与Mucell相结合用于生产冰淇淋盒的技术。其EVOS 3500 在现场进行演示,用一套4+4imp的模具在5s的周期内生产500g的容器,同时完成在模内为包装容器贴标的过程。为了减轻重量,同时引入MuCell技术。
Krauss Maffei:取消防刮擦后期处理的成本
KraussMaffei开发出一种一步法Clear Coat Moulding (CCM) 加工技术,可以消除为了防止塑料件刮擦而需要增加表面防护层或保护层的技术。KM通过在模具内直接加入透明涂层的方法成型,这一简单的加工代替了传统加工方法带来的巨大的成本消耗。现场KraussMaffei的小容积混合与计量系统用于注射一种液态的丙烯酸基混合物(材料由Degussa提供)到模腔内,由于反应系统粘度很低因而可以实现大的流动长度,所用的注射机为KM 80-180 CX。在压缩成型过程中扩散到PMMA表面,从而形成非常薄的涂层,厚度低于50μm。涂层的固化分为两级,在模内固化到脱模时不会损伤,脱模后再进行UV固化。
 KraussMaffei公司CEO Dr. Dietmar Staub介绍,在今届K展超过20台的新机器和新机型展出,将进一步加强公司在技术领导和为客户提供全方位解决方案的地位。
机器锁模装置的上方形成一个层流盒以形成无尘环境防止污物进入,整个加工过程都在净室环境下进行。现场生产的制件为一个场致发光的PMMA基膜。薄膜在模内成型然后再成形一层PMMA保护层。制件由机械手取出后,脱浇口,再放到一个输送带上,完成UV固化。
Krauss Maffei并展出其在K 展历史上最大的注射机,通过系统集成来提高生产效率。现场用一台KM 2300-12000 MX SpinForm旋转平板注塑机生产一种汽车内部装饰组件。整个制造单元(包括机械手)长21m,重量约为200t。第一步工序是注塑复杂的热塑性塑料基材,然后在同一机器上二次注塑所需颜色的聚氨酯表层。PUR由永久设置在模具上的几个混合头浇注。每一个循环周期生产一个完整的部件。可通过改变两次注塑时的PUR颜色来形成双色表面。
Billion:跨国的技术整合
总部位于Oyonnax的机器制造商、多组分注射工艺专家Billion公司,热塑性塑料和橡胶供货商杜邦公司,法国多组分注射模具制造商Massacrier公司以及法国橡胶注射机制造商Rep公司合作,展示配备有Rep立式注射单元的Hercule H470-200T的强大用途。合作开发的产品是可在175℃油温下工作长达1000h的发动机罩下配件。
该制件所采用的Vamac特种橡胶可以在175℃下使用1000h,或在150℃下使用3000h。在这一应用场合,两种不同材料组合(热塑性塑料注射和橡胶注射)成型时,两种材料的化学粘合性能、模压温度、冷却方法等因素的控制是取得成功的关键。
另一台设备H780/6860-600T (6,000 kN) GM机器现场展示Billion公司在多组分注射技术方面的丰富经验。这一技术同样是多家国际公司之间合作的结果:葡萄牙模具制造公司GECO,其模具运行周期时间约为20 s;世界知名的化工公司DOW公司,为这种900g重的部件提供树脂;法国机械手制造商SEPRO则提供了坚固、快速的自动化系统。 |