随塑料行业的高速发展,机器人、激光加工、水切割等原来主要用於其他行业的技术,都陆续进入橡塑加工行业,为该行业带来革命性的变化。与此同时,越来越多通用设备制造业或控制系统提供商开始将这一领域作为其重点拓展的市场之一。
在今年的Chinaplas上,一位原从事电子电器行业自动化系统的朋友来展会现场与笔者见面,他感叹:这哪儿是机械展啊,简直是自动化展!一语道出塑料行业发展的一个新特点:自动化程度不断提升,越来越多的新技术进入塑料加工行业。
机器人技术
塑料行业可以说是机器人技术应用增长最快的领域之一。机器人技术最初主要应用於汽车、食品等工业领域,或者一些操作条件特别恶劣的环境以代替人工。塑料行业高速发展,生产效率提升与应用领域拓展,对生产自动化的要求不断提升,机器人技术在塑料行业的应用日渐普遍。机器人与注射机相结合使得产品生产过程的可靠性、自动化性能都大幅提升。
例如,食品行业、医用材料加工行业等塑料应用的重要市场,在这些领域,对塑料制品的卫生要求相当严格,人工取件与整理或者可能造成加工後的污染,或者生产效率低下。於是引入机器人技术成为这些应用领域的必然要求。
事实上,针对塑料行业的特殊要求,应用机器人技术已经开发出多种全新的应用空间。机器人通过复杂的动作,完成一套产品从零件生产到组装的全过程,已经成为设备厂家提供完备解决方案的重要方向之一。例如,在K2007上,Battenfeld注射技术公司展示了一款游戏棋的成型与组装过程。其生产过程中,从嵌件的放入、注射制件的取出、棋子的码放,直至密封包装均由机器人完成。阿博格(Arburg)则展示了一款可折板条箱的成型组装过程,在利用一套家族模具成型五块板件的基础上,机器人完成产品的组装、折,并放置在输送带上进入产品包装环节。
 ABB公司演示的位置自动识别与抓取技术。
机器人不但可以完成复杂的工作,也可以完成产品或制件的自动识别并分类。ABB在Chinaplas2008上展示了一款具有自动识别功能的机器人,可以自动识别输送带上散落的制件的位置,并准确地拾取、码放。通过合理地控制抓握力的大小,该款机器人还可以用於易碎、精密光学零件的抓取。当然,机器人不但可以完成制件的位置识别,也可以进行颜色的识别并分类包装码放。Star CZ-700伺服驱动机械手在Chinaplas 2008现场演示三种不同颜色高尔夫球的识别与分色码放。
随各种不同新技术的引入,机器人技术无疑将在塑料行业发挥更大的作用。
激光技术
激光技术在塑料加工行业的应用也非常值得关注。激光喷码、激光印刷技术业界已经非常熟悉,尤其是广泛应用於塑料包装的产品连续编码等。事实上,激光技术在塑料行的应用并不只是喷码、印刷这麽简单,在金属加工领域广泛应用的激光切割技术,在塑料制品切割、焊接等领域同样大有可为,展示其加工自由性、以及易於控制的优越性。
 Star CZ-700伺服驱动机械手现场演示不同高尔夫球的识别与分色码放。
作为材料加工的先进而又灵活的工具,激光技术始终敏锐、可精准对焦、从不迟钝,因而激光技术已经应用於金属、玻璃、陶瓷和塑料加工等各种不同领域。最近,JENOPTIK在Interpack 2008上展出其激光技术在包装领域的创新应用,让我们看到了激光技术在塑料加工领域激动人心的创新可能性。
在包装领域,JENOPTIK特别专注於为柔性包装加工塑料、纸塑和纸铝塑复合材料以及塑料薄膜等。扫描系统将激光光束在整个待处理材料上移动,可以最高速度形成实质上不受约束的形状和结构。例如,该公司特别针对液体包装用纸塑复合软包装,提供的JENOPTIK-VOTAN P激光装置,可以根据不同加工需要,进行以下不同形状和结构的加工:
·切割(修边、隔离和切口); ·打孔(易於通风); ·划线(易於打开、预制撕开口、以深度一定的孔洞形式弱化); ·贴标(安全代码)。
伴随加工速度和工艺品质的不断改进,激光技术还具有多种其他优点:它能作为一个多面手修正几何形状和加工参数,并将它们作为资料储存下来,从而可将加工另一种产品时重新装备机械所需的时间缩短到最小值。在待处理材料上安装的激光扫描系统能对移动的卷材进行非接触式加工,确保无磨损地长时间操作。
水刀加工技术
可以说,机械制造业是各种创新技术应用研究最为深入的市场。最近,一些重点应用於金属加工业的特殊加工技术也陆续进入了橡塑加工行业。水切割技术就是其中之一。
大家一定知道“滴水穿石”的故事,由於水长期不断地运动,可以把坚硬的石头打穿。利用这一原理,在采矿工业中有用水枪采矿的例子,而早在上世纪80年代中,在林业有运用水刀切割木材的例子。如今,以水射流作为切削加工动力的机械,以冷切削加工的方式,正在逐渐地进入制造业行列,这就是水刀加工技术。水刀加工真正应用於加工业是近十多年的事情。
水刀技术应用於金属、石材等硬质材料的加工已为大家所熟悉,但是其应用领域正在逐渐扩大。如今水刀加工基本可对各种材料进行处理及切割,非金属物质如木材、纸类、塑料、纤维、海绵等都可以加工。目前,水刀与自动的机械手臂相结合,已经可以完成三维空间之切割。这种水刀自动化系统已应用於汽车内饰件加工及大型航空件、飞机外壳等高强度的碳纤维增强的复杂零件表面进行切割开孔等加工任务。
水刀在复合材料的加工处理方面也得到非常好的应用,不管是普通复合材料,还是软硬结合的复合材料,均可以加工,这常常是普通切削加工难以完成的,如塑料与金属、橡胶与金属等复合材料的加工。《中国塑料橡胶》(CPRJ)在2007年8/9月刊曾经报导过这一加工技术在橡胶切割领域的应用与特点。
表面处理技术
 激光技术在塑料加工领域应用前景值得期待。
表面处理是材料加工业非常重要的一种方法,以得到强化的表面,具有一定保护功能的表面或更高精度、更高光洁度的表面。在塑料加工业中,同样存在需要进行制件表面处理、去除成型毛刺、飞边等,抛丸处理技术就是已成功应用於塑料表面处理的技术之一。
抛丸技术的原理是根据具体要求将不同粒径的丸料高速射到工件表面,具有一定冲击力的丸料迅速把板材表面加工成所需要的表面。用这种方法加工出来的产品,不但品质稳定,外表美观没有盲区,而且加工速度快、成本低。德国罗斯勒(Rösler)公司推出了多种用於塑料制品的去毛刺加工技术,如SBS环形带式设备可用於小到中等尺寸工件的大批量去毛刺加工,典型应用包括电器的壳体、盖类及带孔槽类的零件、电路开关及接触器的壳体、盘类、手柄类、烟灰缸类零件等;WTS通道式设备可用於易碎的中等尺寸工件连续大批量加工,典型的应用包括金属壳体及端子弹簧、易碎开关工件、端子壳类、易碎小型电路断路器壳等;SAB系列通道式上料去毛刺设备可用於非饱和聚酯模铸工件,如前灯反射镜、仪表盘及其他具有大表面积的工件等。
工业控制与驱动技术,以至更多……
在行业融合的同时,我们不能不看到许多针对工业领域的控制系统供应商也专门设立了塑料应用部门,开发针对塑料领域的专用系统。例如,博世力士乐(Bosch Rexroth)针对油电复合注塑机、全电机、液压注射机分别开发了专门的系统;西门子(Siemens)工控也针对塑料机械行业不同应用推出了多种控制系统。
 去毛刺加工技术可应用於加工电器的壳体、手柄类塑料制品。
事实上,开拓塑机市场已经成为越来越多公司重要的市场战略之一。美国传特(Tranter)是一家板式换热器的专业供应商,其技术广泛应用於不同生产过程中的汽液、液液等热交换工艺中,如暖通空调、石化、电力、钢铁、冶金、医药、食品、纺织等各个行业。过去一年来,笔者在塑机行业的多次活动中见到该公司技术人员。据传特公司人员介绍,该公司换热器产品已在国外一些地区的注射机上获得成功应用,正在积极寻找机会与国内注射机厂家合作,开拓板式换热器在注射机市场的应用。当然,目前全球注射机主要采用筒式换热器,从整体的结构与习惯的改变来看并不是一件简单的事,但是若产品换热效率够高,对行业发展有促进,相信终有一天会有厂家将这一技术引入塑机行业。
市场与技术的发展,对加工效率、成本控制等都提出了新的要求,笔者相信,新的加工技术的不断引入,将推动塑料工业迈进一个全新的发展阶段。 |