義大利全電動注塑機

tags:    時間:2014-03-12 02:35:34
義大利全電動注塑機簡介
    80年代初,日本率先研製了電動注塑機,即不含任何液壓油路的注塑機。與其它革新技術一樣,這一新機型成本高昂,業界對其持懷疑態度,因此,初期並未獲得大幅度推……
義大利全電動注塑機正文

    80年代初,日本率先研製了電動注塑機,即不含任何液壓油路的注塑機。與其它革新技術一樣,這一新機型成本高昂,業界對其持懷疑態度,因此,初期並未獲得大幅度推廣,致使業界難於認識其優勢。但到了今天,這一情況已徹底改變。


20年後的今天,注塑機市場的形勢已經發生了根本的變化。電動注塑機主宰著日本市場,當地廠商均提供成套設備。由於日本國內市場能大量提供相關部件,因此對電動壓機在日本的發展起到了推動作用。歐洲廠商當時則不具備這一優勢。在各個應用領域,包括高精度注塑到批量生產,電動注塑機已證明了其效能,在北美也獲得了推廣,儘管程度上不如日本。


歐洲市場採取了另一路線,原因有二:一是日本廠商極少打入當地市場(所以對全電動壓機缺乏了解),二是當地缺乏專業化機械製造商。90年代,歐洲只有兩家廠商提供電動壓機,並且,品類十分有限(合模力為500-1,000kN)。而且,只能提供一種高性能機械,幾乎只適合於生產薄壁模塑製品。上世紀末到本世紀初,形勢發生廠變化:廠商增多,產品也隨之增加。全電動注塑機具有諸多優勢,當然也有一些不足之處,例如,成本高於液壓機。


全電機的優點


首先,由於不採用液壓油,電動注塑機必然更加清潔。既然是無油機刑,也意味著不需要冷卻,這樣,就不存在冷卻管路購置、運行和維護產生的費用。安裝新建的生產設施時,採用這一方案較為明智,可將冷卻系統的尺寸根據電動壓機的要求降至最低。用全電動機型代替傳統機型時,優勢卻不太明顯,雖然已安裝的冷卻能力可服務於更多的機械。


能耗分析總是得出正面的結淪。已收集的數據無可辯駁,表明電動壓機可降低能耗達30-50%(具體根據注塑周期而定),即使與最新液壓壓機相比亦不例外。電動壓機若與傳統壓機或采活塞合模裝置的壓機相比,節能比例更可高達70%。但是,能耗包括兩大因素:實耗功率和功率因素與同類傳統型壓機相比,電動壓機對注塑車間的有效功率備用量要求較低。也就是說,在不增加有效功率的前提下,可安裝數量更多的電動壓機以取代液壓機。電機上的功率因素總是高於0.9,因此,不需要進行相位調整,從而避免無功電流造成的成本。不採用液壓油,也就代表不需要維護。因此,無需採用過濾裝置及換油,即可保持機械運轉良好。最新研製的電動壓機還採用了循環式主潤滑系統,能將潤滑油輸送到滾珠軸承螺桿和肘桿。電動壓機降低噪音的能力(比傳統壓機低(10-15dB)一般不太明顯。將一台電動壓機安裝於多台液壓壓機正在運行的注塑車間時,難於體現其降低噪音的優勢。但是,如果50%的機型均屬電機(有一客戶採用了這一方式),電機安裝區降低噪音的效果就較為明顯。


全電動壓機還具有各種功能同步運行的優點。由於各項動作由於一台專用電動機推動,採用使各個循環步驟同步的軟體,可實現各項功能一致。只有採用合理的模具以實際縮短周期時間,才能實現這一優勢。因此,這涉及模具相關的條件。當前採用的模具一般都專為液壓機而設計。但是,專用於電動壓機的新一代模具上市之後,可進一步實現生產優勢。


毫無疑問,上述因素引起了業界濃厚的興趣。客戶普遍公認,電動壓機的主要優勢是注塑準確性。與傳統壓機相比,採用電動壓機可大幅度提高注塑一致性。所謂一致性,指的是各次注塑之間的精密度更高,或是保持注塑條件長時間不變。生產開始時,電動壓機可快速進入工作狀態.不需要過渡性間隔時間。傳統壓機則不同,雖然配備了液壓油預熱系統,但仍需要待機時間,讓所有部件都達到最佳的工作溫度。


這就是說,採用全電動壓機時,可自始至終在相同條件下生產模塑件。即使液壓壓機也可實現較高的注塑性能,也無法與電動壓機媲美。應牢記的是,液壓油狀態不良會影響注塑運作,從而形成廢料或造成生產不勻。有一客戶採用液壓壓機時,生產中產生的廢料高達18%,改用電動壓機后,廢料率降低至零。這一切都涉及成本問題,雖然難於預測,但是,從戰略角度看卻十分明顯。


就塑料橡膠機械出口額而言,義大利塑料橡膠機械製造業在全球名列第三,現可提供各類全電動或油電複合注塑機。在這一領域,義大利有三大機械供應商:BodiniPresse、Mir和Negri Bossi。


義大利全電機供應商

BodiniPresse公司設計的Eledrive系列電動機刑合模力為25-165噸。該類機型與氣台伺服電動機連鎖,其中,由於採用了西門子微處理器,機械運動控制和伺服電動機管理之間實現了完美整合。後者設計合理,旨在對控制進行簡化、改進,使之達到極高的精確度。Eledrive機型採用市場上有售的標準部件,以求最佳滿足壓機需求。選用批量生產型部件和定製部件進行機械生產,可為客戶提供最佳的安全保障,因為客戶可隨時隨地採購任何部件。而且,機械部件標準化為可靠性提供了保障,同型部件的批量生產和廣泛應用,代表著最佳的功能檢驗。


電動機採用對流冷卻。該系統採用無水運行,因此,符合全電動壓機的設計理念,即不採用任何液壓油及任何流體。這樣,雖然初期投資較高,但是,由於不採用水管,不存在水管堵塞和破裂現象,岡此,可大幅度降低維護成本。帶有滾珠軸承螺桿的所有主軸均通過鋸齒皮帶與電動機連接,可確保適應性和可靠性,也不需要維護。製造商認為,採用鋸齒皮帶符合最佳電動化理念,其原因在於:如果採用齒輪箱,則需要採用油料和液體冷卻系統以散發高溫齒輪摩擦產生的熱量。注射裝置配備兩台電動機,一台用於塑化,另一台用於注射。該機採用了一套荷載感測器,旨在對注射壓力進行準確監控。據估計,這一方式對於反壓值監控、使之在塑化過程中保持定十分理想。注嘴的進入力一直由伺服電動機控制,可始終保持一致。同時,該機不採用任何彈簧,因為彈簧屬易損件,會影響工藝重複性。


Mir公司2002年以來一直生產「E?power『系列全電動注塑機,其合模力適合於所有需要高科技用途或增值用途的市場。


該系統配備一套超大型PET注射裝置和一套由Cantoni Stampi設計、已獲專利的新型模具。採用這一模具后,系統中不再需要用於瓶坯傳送的機械手系統,但仍能確保極高的產出和質量。除了全電動壓機外,這一新型PET瓶坯注塑系統的核心就是Cantoni Stampi專業開發的這一新型模具。開發這一模具的目的在於通過系統簡化(不採用機械手),提高質量,優化生產活動,從而實現提高贏利的目標。模具內配有特別裝置,可縮短機械周期中用於瓶坯冷卻的短暫閑置時間。模腔(各模腔採取獨立溫度控制)內熱交換過程在頂出之前發生,不會影響產出率。實際上,該公司在米蘭展出的生廣線能在14秒周期內注塑12個容量為1.5升的礦泉水瓶P E T瓶坯。  而且,  由於CantoniStampi縮短了熔體流徑的長度,加上Mir設計了專用型注射裝置,可確保瓶坯內乙醛含量不超過飲料業規定的最低限度。


與該系列其它機型一樣,安裝於這一生產線的E?power機型也采無油式肘桿合模裝置,由無刷電動機驅動。與同類液壓壓機相比,注射速度提高了20%,達到120毫米/秒(螺桿最大速度為350轉/分)。Epower機山4台無刷電動機驅動:一台用於合模,一台用於抽出,另兩台用於注射裝置。


採用專門螺桿旋轉、注射和收回(反壓)運動等設計的獨特方案,可減少電力裝置的數量,從而降低成本。兩台無刷電動機水平連接,與注射機筒在線配合。可按螺桿運動相同或不同的速度進行順時針、反時針方向旋轉或反向旋轉。


兩台電動機採用獨特的連接方式,通過與電動機一體成型的滾珠軸承螺桿(不採用鋸齒皮帶,也不採用齒輪)直接使螺桿進行旋轉運動及線性動,與同等噸位的大多數電動壓機相比,可降低裝置功率。


通過在全電動機械下採用Atomic現場匯流排系統,MIR進一步提高了機械的可靠性。E-power壓機能最大限度避免模塑件污染,人幅度降低能耗,同時,還大量簡化了信息結構,具有便於安裝、操作和維護等特點。


NegriBossi成功開發了Elma系列電動注射壓機,開發過程中,綜合了在CANbus技術和塑化電力傳動裝置兩方面的經驗,結合了該類機型設計相關的革新技術。根據設計,該系列機型不宜取代液壓壓機,只能作為一種能滿足各種注塑要求的高性能標準系列機型。


與液壓壓機系列的唯一相同之處是肘桿基本結構和基於CANbus技術的系統結構,其它所有部件均為新制。Elma機械的所有運動均為電動,但是,在機械和機電方面也採用了革新技術。而且,主軸採用不同的傳動裝置,因此,能以完全獨立的方式實現機械運動同步。就機械性能而言,該系列均具有一些特色功能。該機設計合理,通過採用中等螺桿,材料上可獲得大約2000巴的壓力,同時,還能達到200毫米/秒的注射速度。也就
是說,與液壓機型相比,壓力可增加25%,注射速度可提高80%(有時能達到100%)。在性能方面,使該類機型優於液壓機型的其它因素包括:塑化力更強,各種機型平均提高40%;螺桿旋轉速度提高30%。就功率而言,電動機型耗電明顯低於其它機型,某些情況下可降低能耗達50%以上。


Ehna壓機的典型用途是硅酮盒注塑。硅酮盒是一種標準產品,生產時需要進行附加裝配、灌裝和存放等多個操作過程,但是,作為一次性產品,必須保持低價位,因此,生產速度和質量至關重要。通過全電動壓機和樣模的合理開發(若設計不當,會造成尺寸過大或過小等問題),獲得了遠優於液壓壓機的解決方案。



首先應考慮的是,液壓壓機一般配備氮氣儲壓器,其目的在於加快注射速度和提高壓力,實現薄壁快速完全填充。同時,螺桿上還必須配備電動機,以便加快填充速度,根據周期時間的需求提供大量物料備用。最後,液壓壓機還必須配備經改進的液壓油路,以便通過加快流程、實現運動重迭等方式縮短周期時間。這樣,就增加了技術特色、生產時間、交付時間和價格的難度。但是,在上述應用領域,電動壓機可加快注射速度,實現機械運動同步,從而克服液壓壓機的不足之處。

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