前言
全电动式射出成型机具有良好环保性能之无油污染、低噪音、低振动、省电力、省冷却水等综合性效益。再加上其较高之射速及低成型周期,使得高科技产业如计算机、电子、多媒体、通讯、3C产业、光学镜片、医疗用品等产业与要求精密成型的客户在选用射出成型机时,会更考虑全电动式射出成型机。
台中精机全电式射出成型机特色 省电性佳 油压传动机械具有油压控制损失(△P)、管损、阀阻等流动损失，以及泵浦之容积效率、摩擦损失等等，尤其在高流量时特别明显，同时油压系统在待机状态下亦仍有上列损失。 伺服马达在待机时不转动且运转时无管损.阀阻等流动损失，且磁滞损失极低,因此能源损耗低。 全电式系列使用Ball Screw将伺服马达的旋转运动转成直线运动，而Ball Screw之摩擦阻力远低于油压缸。 全电式射出机较油压式射出机节能效果达60%以上。 耗水量低 油压机除了需少量水在入料口进行冷却外,尚需大量冷却水进行油温冷却以保持油温稳定,确保成品稳定;而全电机仅需少量入料口冷却水,故省水量达90%以上。 低噪音、低振动 无液压泵浦脉冲问题、气泡问题、泄压声等，因此噪音及震动较油压机大幅降低。 洁净性高 无油压缸，因此无漏油问题，亦无油气问题，对于高洁净要求产品很有帮助。 以复合式动作缩短成型周期因使用多个伺服马达个别控制各轴(锁模、射出、加料、顶出)动作，因此可易于作同步动作,如低压射出、开模中顶出、加料中开模等,达成缩短成型周期目标(如图1)。
图1 全电式射出机复合动作缩短成型周期
精密的射出成型能力 利用低惯量伺服马达及高分辨率之编码器,搭配高精度Ball Screw及自行研发之高速PC based控制器,射胶终点与保压切换点重现性达0.01mm以内(如图2)。使用精确的加料压力传感器、低摩擦阻力的射出机构搭配高速运算DSP伺服控制,大幅提高计量控制稳定性。
图2 全电式射出机射胶终点及V-P切换变化
优异的伺服控制性能
使用高速DSP伺服控制模块,控制周期0.125ms,控制精度达0.01mm, 可同时进行四轴闭回路控制。 采用日本制低惯量、高应答性的伺服马达及伺服驱动器,搭配自行研发之高速PC based控制器,充分展现快速响应与完美控制效果。 精密的温度控制系统 射嘴同步温升功能: 射嘴与第一段同步温升的设计(如图3)，减少加热初期时料管前端塑料过热或碳化的现象。
图3 射嘴同步温升功能
PID温度控制
在连续成型作业时，温度稳态变动量控制在±0.5℃范围内，确保成型过程中温度控制的稳定性。 高刚性机械结构 锁模、射胶模板与主要受力件皆以3D软件设计,经过有限元素(FEM)分析强化得到最佳的尺寸,达成重量轻、高刚性、变形量最小的要求(如图4)。图4 全电式射出机模板应力分析图
锁模机构特性 箱状的锁模模板同时兼具高刚性与重量轻之优点、球墨铸铁材质经应力消除处理,经久耐用。 金十字非调质钢Tie bar，无给油铜司润滑 使用日制AC伺服马达搭配正时皮带，运转顺畅、低噪音 使用Torque lock连轴器，无间隙高精度 开放式顶出系统，便于模具顶出系统连结 射出机构特性 使用瑞士制负荷元(Load Cell)可精确感应射胶/加料压力作闭回路控制。 使用FCD 50高刚性结构，确保定位精度搭配减速机构惯性小，反应快定位精准。 使用C7级精密滚珠导螺杆，无背隙、高精度。 使用日制伺服马达，内建ABS Encoder同时搭配无给油铜司及高刚性Tie bar连接射胶机构。 全系列机种之滚珠螺杆搭配进口自动润滑装置,定量的润滑使用油量减少,球螺杆寿命更长。 远程联机监视系统(PIS)提供客户多台联机之中央监控之机能,除了可监看机台上成型记录、生产与警报状况及其它操作画面外(如图5),亦可储存成型参数于计算机上或执行打印,使机器和模具能灵活搭配运用。
图5 远程联机监控系统架构及监控画面
结语 相较于油压式射出机,全电式射出成型机除了射出成型能力的提升外,在省能源、环保的潮流下已成为客户选择射出机的趋势。有监于此,台中精机除了现有全电式50吨、80吨、100吨、150吨、200吨之持续维护改善及较大型机种300吨之开发外,亦致力于各项性能提升及新机能开发,以满足客户各种应用所需。
