全电动注塑机优势一览理解获得推广 主宰日本商

日期:2019-10-11编辑作者:电工电气

Seeger-Orbis公司位于德国Taunus的Königstein,专业研发和生产各种紧固件、支撑和调整垫圈、卡箍和卡环。不久前,Seeger-Orbis的工程师们接到一项任务:对厂里的一台机械压机进行改造。

80年代初,日本*研制了电动注塑机,即不含任何液压油路的注塑机。与其它革新技术一样,这一新机型成本高昂,业界对其持怀疑态度,因此,初期并未获得大幅度推广,致使业界难于认识其优势。但到了今天,这一情况已彻底改变。 20年后的今天,注塑机市场的形势已经发生了根本的变化。电动注塑机主宰着日本市场,当地厂商均提供成套设备。由于日本国内市场能大量提供相关部件,因此对电动压机在日本的发展起到了推动作用。欧洲厂商当时则不具备这一优势。在各个应用领域,包括高精度注塑到批量生产,电动注塑机已证明了其效能,在北美也获得了推广,尽管程度上不如日本。 欧洲市场采取了另一路线,原因有二:一是日本厂商极少打入当地市场(所以对全电动压机缺乏了解),二是当地缺乏专业化机械制造商。90年代,欧洲只有两家厂商提供电动压机,并且,品类*有限(合模力为500-1,000kN)。而且,只能提供一种高性能机械,几乎只适合于生产薄壁模塑制品。上世纪末到本世纪初,形势发生厂变化:厂商增多,产品也随之增加。全电动注塑机具有诸多优势,当然也有一些不足之处,例如,成本高于液压机。 全电机的优点。首先,由于不采用液压油,电动注塑机必然更加清洁。既然是无油机刑,也意味着不需要冷却,这样,就不存在冷却管路购置、运行和维护产生的费用。安装新建的生产设施时,采用这一方案较为明智,可将冷却系统的尺寸根据电动压机的要求降至*低。用全电动机型代替传统机型时,优势却不太明显,虽然已安装的冷却能力可服务于更多的机械。能耗分析总是得出正面的结沦。已收集的数据无可辩驳,表明电动压机可降低能耗达30-50%(具体根据注塑周期而定),即使与*新液压压机相比亦不例外。电动压机若与传统压机或采活塞合模装置的压机相比,节能比例更可高达70%。 但是,能耗包括两大因素:实耗功率和功率因素与同类传统型压机相比,电动压机对注塑车间的有效功率备用量要求较低。也就是说,在不增加有效功率的前提下,可安装数量更多的电动压机以取代液压机。电机上的功率因素总是高于0.9,因此,不需要进行相位调整,从而避免无功电流造成的成本。不采用液压油,也就代表不需要维护。因此,无需采用过滤装置及换油,即可保持机械运转良好。*新研制的电动压机还采用了循环式主润滑系统,能将润滑油输送到滚珠轴承螺杆和肘杆。电动压机降低噪音的能力(比传统压机低一般不太明显。将一台电动压机安装于多台液压压机正在运行的注塑车间时,难于体现其降低噪音的优势。但是,如果50%的机型均属电机(有一客户采用了这一方式),电机安装区降低噪音的效果就较为明显。 全电动压机还具有各种功能同步运行的优点。由于各项动作由于一台专用电动机推动,采用使各个循环步骤同步的软件,可实现各项功能一致。只有采用合理的模具以实际缩短周期时间,才能实现这一优势。因此,这涉及模具相关的条件。当前采用的模具一般都专为液压机而设计。但是,专用于电动压机的新一代模具上市之后,可进一步实现生产优势。 毫无疑问,上述因素引起了业界浓厚的兴趣。客户普遍公认,电动压机的主要优势是注塑准确性。与传统压机相比,采用电动压机可大幅度提高注塑一致性。所谓一致性,指的是各次注塑之间的精密度更高,或是保持注塑条件长时间不变。生产开始时,电动压机可快速进入工作状态.不需要过渡性间隔时间。传统压机则不同,虽然配备了液压油预热系统,但仍需要待机时间,让所有部件都达到*佳的工作温度。 这就是说,采用全电动压机时,可自始至终在相同条件下生产模塑件。即使液压压机也可实现较高的注塑性能,也无法与电动压机媲美。应牢记的是,液压油状态不良会影响注塑运作,从而形成废料或造成生产不匀。有一客户采用液压压机时,生产中产生的废料高达18%,改用电动压机后,废料率降低至零。这一切都涉及成本问题,虽然难于预测,但是,从战略角度看却*明显。 就塑料橡胶机械出口额而言,意大利塑料橡胶机械制造业在全球名列第三,现可提供各类全电动或油电复合注塑机。在这一领域,意大利有三大机械供应商:BodiniPresse、Mir和NegriBossi。意大利全电机供应商BodiniPresse公司设计的Eledrive系列电动机刑合模力为25-165吨。该类机型与气台伺服电动机连锁,其中,由于采用了西门子微处理器,机械运动控制和伺服电动机管理之间实现了*整合。后者设计合理,旨在对控制进行简化、改进,使之达到极高的*度。Eledrive机型采用市场上有售的标准部件,以求*佳满足压机需求。选用批量生产型部件和定制部件进行机械生产,可为客户提供*佳的安全保障,因为客户可随时随地采购任何部件。而且,机械部件标准化为可靠性提供了保障,同型部件的批量生产和广泛应用,代表着*佳的功能检验。电动机采用对流冷却。该系统采用无水运行,因此,符合全电动压机的设计理念,即不采用任何液压油及任何流体。这样,虽然初期投资较高,但是,由于不采用水管,不存在水管堵塞和破裂现象,因此,可大幅度降低维护成本。带有滚珠轴承螺杆的所有主轴均通过锯齿皮带与电动机连接,可确保适应性和可靠性,也不需要维护。 制造商认为,采用锯齿皮带符合*佳电动化理念,其原因在于:如果采用齿轮箱,则需要采用油料和液体冷却系统以散发高温齿轮摩擦产生的热量。注射装置配备两台电动机,一台用于塑化,另一台用于注射。该机采用了一套荷载传感器,旨在对注射压力进行准确监控。据估计,这一方式对于反压值监控、使之在塑化过程中保持定*理想。注嘴的进入力一直由伺服电动机控制,可始终保持一致。同时,该机不采用任何弹簧,因为弹簧属易损件,会影响工艺重复性。Mir公司2002年以来一直生产“E—power'系列全电动注塑机,其合模力适合于所有需要高科技用途或增值用途的市场。该系统配备一套超大型PET注射装置和一套由CantoniStampi设计、已获专利的新型模具。采用这一模具后,系统中不再需要用于瓶坯传送的机械手系统,但仍能确保极高的产出和质量。除了全电动压机外,这一新型PET瓶坯注塑系统的核心就是CantoniStampi专业开发的这一新型模具。开发这一模具的目的在于通过系统简化,提高质量,优化生产活动,从而实现提高赢利的目标。模具内配有特别装置,可缩短机械周期中用于瓶坯冷却的短暂闲置时间。模腔(各模腔采取独立温度控制)内热交换过程在顶出之前发生,不会影响产出率。实际上,该公司在米兰展出的生广线能在14秒周期内注塑12个容量为1.5升的矿泉水瓶PET瓶坯。而且,由于CantoniStampi缩短了熔体流径的长度,加上Mir设计了专用型注射装置,可确保瓶坯内乙醛含量不超过饮料业规定的*低限度。与该系列其它机型一样,安装于这一生产线的E—power机型也采无油式肘杆合模装置,由无刷电动机驱动。 与同类液压压机相比,注射速度提高了20%,达到120毫米/秒(螺杆*大速度为350转/分)。Epower机山4台无刷电动机驱动:一台用于合模,一台用于抽出,另两台用于注射装置。采用专门螺杆旋转、注射和收回运动等设计的独特方案,可减少电力装置的数量,从而降低成本。两台无刷电动机水平连接,与注射机筒在线配合。可按螺杆运动相同或不同的速度进行顺时针、反时针方向旋转或反向旋转。两台电动机采用独特的连接方式,通过与电动机一体成型的滚珠轴承螺杆(不采用锯齿皮带,也不采用齿轮)直接使螺杆进行旋转运动及线性动,与同等吨位的大多数电动压机相比,可降低装置功率。通过在全电动机械下采用Atomic现场总线系统,MIR进一步提高了机械的可靠性。E-power压机能*大限度避免模塑件污染,人幅度降低能耗,同时,还大量简化了信息结构,具有便于安装、操作和维护等特点。 NegriBossi成功开发了Elma系列电动注射压机,开发过程中,综合了在CANbus技术和塑化电力传动装置两方面的经验,结合了该类机型设计相关的革新技术。根据设计,该系列机型不宜取代液压压机,只能作为一种能满足各种注塑要求的高性能标准系列机型。 与液压压机系列的*相同之处是肘杆基本结构和基于CANbus技术的系统结构,其它所有部件均为新制。Elma机械的所有运动均为电动,但是,在机械和机电方面也采用了革新技术。而且,主轴采用不同的传动装置,因此,能以完全独立的方式实现机械运动同步。就机械性能而言,该系列均具有一些特色功能。该机设计合理,通过采用中等螺杆,材料上可获得大约2000巴的压力,同时,还能达到200毫米/秒的注射速度。也就是说,与液压机型相比,压力可增加25%,注射速度可提高80%(有时能达到100%)。在性能方面,使该类机型优于液压机型的其它因素包括:塑化力更强,各种机型平均提高40%;螺杆旋转速度提高30%。就功率而言,电动机型耗电明显低于其它机型,某些情况下可降低能耗达50%以上。 Ehna压机的典型用途是硅酮盒注塑。硅酮盒是一种标准产品,生产时需要进行附加装配、灌装和存放等多个操作过程,但是,作为一次性产品,必须保持低价位,因此,生产速度和质量至关重要。通过全电动压机和样模的合理开发(若设计不当,会造成尺寸过大或过小等问题),获得了远优于液压压机的解决方案。 首先应考虑的是,液压压机一般配备氮气储压器,其目的在于加快注射速度和提高压力,实现薄壁快速完全填充。同时,螺杆上还必须配备电动机,以便加快填充速度,根据周期时间的需求提供大量物料备用。*后,液压压机还必须配备经改进的液压油路,以便通过加快流程、实现运动重迭等方式缩短周期时间。这样,就增加了技术特色、生产时间、交付时间和价格的难度。但是,在上述应用领域,电动压机可加快注射速度,实现机械运动同步,从而克服液压压机的不足之处。

老旧的机器

这是一台Erfurt压机,购于上个世纪80年代,为公司立下了汗马功劳。辛勤工作了近40年后,这台压机的核心机械部件依然完好,只是这台压机的电气控制部分仍然停留在接触器和继电器电路的时代,显然与现代化的生产环境有些格格不入。

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