注射机历史与发展

注塑机的历史与发展
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20世纪50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有50多年的历史,从注射机问世起,锁模力在1000-5000kN,注射量在50-2000g的中小型注射机占绝大多数。到了70年代后期,由于工程塑料的发展,特别是在汽车、船舶、宇航、机械以及大型家用电器方面的广泛应用,使大型注射机得到了迅速发展。美国最为明显。在1980年全美国约有140台10000kN以上锁模力的大型注塑机投入巾场,到1985年增至500多台。日本名机公司已经成功地制造了当今世界最大的注塑机,其锁模力达到120000kN,注射量达到92000g。
目前中国生产注塑机的厂家较多,据不完全统计已超过60家。注塑机的结构形式有立式和卧式两种。按生产出的制品可分为普通型和精密型注塑机。一次注射量45-51000g;锁模力200-36000kN;加工原料有热固性塑料、热塑性塑料和橡胶三种。热塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。从加工出的制品来看,有单、双的一般和精密塑料制品。上述产品的主要生产厂家都有自己的系列,各有自己的特点。如广东震德塑料机械厂有限公司生产的捷霸CJ系列注塑机每一种规格均有数控和电脑控制两种形式。又如浙江省宁波海天机械有限公
司生产的HTF80X-HFT3600X型系列注塑机,可用于生产各种高精密的热性塑料制品,机器采用线型移动传感器控制注射、合模、顶出,采用多重CPU电控系统、大幅面彩LED显示、全电脑自动控制。
溪水 苏雪林  注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。但主要指普通型注塑机,在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种方面,有的产品尚属空白,这是与工业发达国家的主要差距近几年来,世界上工业发达国家的注塑机生产厂家都在不断提高普通注塑机的功能、质量、辅助设备的配套能力,以及自动化水平。同时大力开发、发展大型注塑机、专用注塑机、反应注塑机和精密注塑机,以满足生产塑料合金、磁性塑料、带嵌件的塑料制品的需求。
  随着新型合成材料的涌现和要求使用高精度注塑件范围的扩大,以及绿环保意识的日渐增强,人们对注塑机的要求越来越高,各类紧密型、节能型、环保型等注塑机不断涌现,产业结构正在迅速转变。目前相对主流的各种新型注塑机中,最具代表性的为全电动式塑料注射成型机。
1 全电动式注塑机的特点
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所谓电动式注塑机是指使用交流伺服电动机,配以滚珠丝杠、齿形带以及齿轮等元器件来驱动各个机构的注塑机,其最根本的特点是所有驱动模块全为电动式,而非传统的液压式。也就是说,在整套设备中没有液压系统,也没有任何液压元部件。电动式注塑机的应用相当广泛,从一般民用和工业用品如汽机车零件、化妆品用容器、家庭用容器、精密齿轮等。
全电动式注塑机是电动式注塑机的主要机型,其注塑装置中的各机构(注射、塑化、计量和移座等)及合模装置的各机构(开合模、锁模、顶出等)全部采用电动机驱动。与油压式注塑机相比,具有以下优点。
1.1 节约能源
传统的油压传动机械由于全部动作都需通过油路来实现,所以不可避免地具有油压控制损失(ΔP)、管损、阀阻等流动损失,以及泵浦之容积效率、摩擦损失等等。在高流量时这种能量损失特别明显。据统计,液压式注塑机由于高压节油造成的能量损耗高达36%-68%;同时油压系统在待机状态下亦仍有上列损失。而伺服马达运转时无流动损失、控制损失问题,磁滞损失极低。全电式系列由于使用滚珠螺杆将伺服马达的旋转运动转成直线运动,
园林设计而滚珠螺杆的摩擦阻力远低于油压缸,且无任何冷却系统;因此整体效率远远超过油压机械。
1.2 清洁、噪音低
全电动式注塑机的主要制动组件是交流同步伺服马达。而伺服马达的控制特性为噪音低、惯性低、激活阻力小、加减速特性控制容易,无液压系统中存在的液压泵浦脉冲问题、气泡、泄压声等问题,因此,更容易设定激活及停止斜率,激活振动低。另一方面,由于该机型没有油压缸;因此,无漏油问题,亦无油气问题,无对液压设备维修保养问题,极大地提高了系统的洁净性。对于生产洁净度要求高的产品很有利,对于一些对洁净度有特殊要求的产品如医疗用品等,选择该类机型成为必然。
1.3 速度控制范围宽、响应性好
相对于液压注塑机,全电动式注塑机由于采用伺服电动机;所以其速度控制特性较好、范围大,高低速相差近1000倍。同时,伺服电动机控制的注射压力和注射速度变化时间非常短,从高速向低速转换平滑,具有非常高的响应特性,特别适合在小型制品、短注射行程的场合使用。
1.4 精度高、重复性高
相对于液压式注塑机,全电动式注塑机具有精度高、重复性高等特点,高精密度注射成型可以在全电动伺服注射成型机上轻易实现。塑料塑化时螺杆的转动由伺服电机驱动,伺服电机的转速很稳定;因此塑料塑化的稳定性提高。注射动作是由伺服电机带动滚珠丝杠来完成的,由于滚珠丝杠的位置精度可以达到0.003mm;所以每次注射动作的精度也可相应达到0.003mm;同时使注射动作的重复精度大为提高,保证了制品质量的稳定。与液压式注射机的压力控制方法相比,全电动伺服注射机注射时的压力是通过一个高精度的压力传感器反馈给控制系统的,压力传感器直接与螺杆连接,减少了中间环节造成的误差;感应速度快、精度高;这使该类机型的背压控制精度提高。滚珠丝杠与螺杆之间的连接是刚性的,注射速度完全由滚珠丝杠控制;因此,通过设置注射时各段的压力、速度,可方便地实现多级压力、多级速度的高精度复杂注射动作,以便满足各类高档制品的各种注射要求。由于伺服电机扭矩控制精度高,滚珠丝杠与合模系统刚性连接;使开合模动作的速度、位置精度也相应提高,保证了模板运动推力的精确,控制了模板在运动中惯性产生的位移偏差,使低压模具保护这一动作的可靠性和响应精度大为提高,精密模具使用时的安全性有了更好的保障。
1.5 成型效率高和使用成本低
全电动伺服注射成型机的工作效率很高,使用成本低廉。效率,最直观的表现为速度。电动注射机的注射速度是一般液压式注射机的1倍左右,高速注射满足了部分制品的需求,同时提高了注射效率和成品率,降低了生产成本。合模动作的高精度使高速低压动作距离加长、合模速度更快。由于整部机器全部由电动机驱动,各动作之间基本没有干扰;所以,开摸和顶出动作可以同步进行,节省了顶出动作的时间,实现了一般液压式注射机无法实现的“开模-顶出”复合动作。液压式注射机使用的高压软管和油缸、活塞等老化、腐蚀、磨擦产生的粉末、铁屑进入液压系统,将导致阀芯卡住,动作失灵,严重时将阀损坏,影响生产进度,增大维护费用;而电动注射机全部是机械传动,滚珠丝杠的设计承载能力远大于实际使用中的载荷,各主要零部件均采用高强度材料,由加工中心加工而成,尺寸精度高,滚珠丝杠等运动部位都有防尘圈防护,伺服电机在过载时具有断电保护功能,因此,其使用寿命更长,可靠性更高,维护成本很低。液压式注射机使用的传动介质-液压油在使用一定时间后,由于氧气、压力、磨擦等的综合作用,性能将发生变化;为保证整机的性能,需要定期更换液压油,导致生产成本提高。电动注射机不存在这个问题。电动注射机本身动作的重复精度很高,性能稳定;所以生产时废品率很低;且用电、用水都很少。这
些都将降低生产成本,保证了制品的市场竞争力。
2 全电动注塑机的技术发展动向
焦菊隐2.1 大型化
全电动注塑机由于原理的限制,当合模力上升时,合模部分的丝杆、电机的负荷均相应增大,用一个电机不能满足需要,需要两个电机来共同完成;这就产生了一个同步性的问题,即两个电机的启动、运转、停止必须一致,否则将导致使用性能不稳定和机器部件的损坏。因此,全电动机型的大型化对电机控制系统、装配工艺等提出了更高的要求,这些要求也限制了全电动机型的大型化。目前,全电动注塑机主要应用于小型、精密制品的成型加工,一般规格为合模力300t以内的小型机。近几年,随着对大型注塑成型制品市场需求的提高,全电动注塑机也向大型化发展。
2.2 智能化
随着塑料制品加工业的进一步成熟,对塑料机械产业也提出了越来越高的要求。为实现高效、精确、节能的目标,智能化已成为塑机开发的新方向;设备单元的自动控制、参数的
闭环控制、过程联运在线反馈控制等电子与计算机技术都已在注塑机上得到了较广泛的应用,特别是基于PC的开放式、模块化控制技术越来越被塑机制造商看好。开放式的控制系统可使机器制造商快速而经济地开发出满足机器控制功能且量身定做的控制软件;而模块化系统使机器的柔性更高,应用更广泛;使用PC作系统平台能在大大提高操作人员的易用性的同时,借助PC强大的网络功能,机器制造商可实现对所售机器的远程维护,这对提高生产效率和降低生产成本将起到显著的效果。
同时,随着计算机和网络技术的发展,使虚拟技术的实现成为可能。由于虚拟技术可以形成和提供虚拟空间环境;因此,注塑机生产厂家可以实行虚拟合作设计、虚拟合作制造。虽然虚拟技术的发展目前尚处于初始阶段;但虚拟技术所蕴藏的巨大的经济利益将为虚拟技术应用在注塑机设计制造中提供强大的推动力。
2.3 超高速化
由于塑料制品的应用领域不断拓展,不仅缩短生产周期的要求强烈,而且薄壁化和结构复杂化制品的需求也越来越多;于是超高速注射成型技术应运而生,其注射速度高达1000-1500mm/s,远远超过传统注塑机的100mm/s以及普通全电动注塑机300-500mm/s。戴套袖的孙犁先生

本文发布于:2024-09-22 07:16:17,感谢您对本站的认可!

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