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全电式射出成型机简介

2019-06-26 00:00420
前言

    随著高油价时代的来临、环保意识的抬头以及3C、光电产业的蓬勃发展,具有省能源、高精度及无污染的全电式射出成型机已成为国内射出成型业设备需求的主流。台中精机有感于此一主流趋势,自民国88年即投入全电式射出机之研发。初期与工研院合作开发完成全电式50吨雏形机,其后在本公司塑料机研发单位以及相关单位的不断努力下,自行研发完成了全电式50吨、80吨、100吨、200吨等系列机种之开发、量产与销售,今年将完成全电式150吨射出机开发与移交量产,成为国内第一家拥有完整小型全电式射出机系列产品与销售实绩之厂商。

相较于油压式射出成型机,全电式射出机具有

○   洁净性、省能源、低噪音

○   利用复合式的动作达到高效率生产

○   快速响应的射胶控制、高重现性的定位精度与V-P切换、良好的加料计量控制

○   一致的成型稳定性

○   可轻易达成低压射出成型、射出压缩成型、模仁压缩成型等特殊成型法

之优点,本文中将节录部份台中精机全电式射出机机台实际测试结果,说明全电式射出机在低噪音、省能源与高效能的优越特性。

洁净性、省能源、低噪音

    油压式射出成型机为一大量耗用能源之机械,多年来业界致力开发节省能源型的机种如双连式泵、可变流量泵或仅加料采伺服控制之油电复合机种等,虽然有减少部份能源的消耗,但受限于油压驱动构造上的限制,节能程度已至极限,但仍达不到满足节约能源的水平,其原因在于全电式射出机与油压式射出机在动力驱动设计上的不同,如图1所示,油压式射出机需经过层层的能量转换,每一次的能量转换则必定会有能量的损耗。而全电式射出机仅有电气能与机械能之转换,大幅降低能量耗损(如图2),由本公司实际的测试结果可知全电式射出机较油压式射出机所具有的节能效果高达60%以上(如图3),在连续生产时精估更可节省2/3以上的电费支出(如图4)。

图1 油压式射出机与全电式射出机能量转换差异

 

图2 台中精机油压式射出机与全电式射出机实际消耗功率曲线

 

图3 耗电量比较                  图4 生产成本比较

    同时,油压式射出机为防止液压油温升,造成机器的异常或成型品质量不良,故需要大量的冷却水进行液压油油温的冷却与控制。而全电式射出机仅需要很小量的冷却水在料斗下部进行料管冷却即可,在整机用水量上,全电式射出机仅占油压射出机之1/10以下(如下表)。

全电式射出机与油压式射出机耗水量比较表

    此外,油压驱动无可避免会有漏油与油气问题,对于洁净度要求较高的成形品,实为生产管理上的障碍。全电式射出机利用伺服马达连结时规皮带与滚珠导螺杆的传动机构,不仅没有漏油与油气问题,同时因无液压泵脉冲振动以及液压油作动时的泄压等问题,大幅降低生产时的噪音,提升射出成型厂中作业环境质量,图5为本公司在厂内进行噪音测试结果,整体噪音值在71Db以下。

 

图5 台中精机全电式射出机机台噪音实测值

高效率、快速成型的完美实现

    要求成形机具有很高的可靠性及准确动作的典型成形,即为高周期的快速成形,使用高周期成型法的成型对象,一般多为大量消费型的产品,如布丁杯、杯碗等,使用同一套模具连续不断的快速进行成形生产。为达高周期快速成形的手段,在油压式射出机上多采用缩短模具的开关模、射胶、加料与顶出等各成型工程的时间,但此方式一方面在成品的稳定性不易控制,另方面若是需要对模具或合模机构施加额外的附加压力,可能会造成机械寿命的缩短。

    全电式射出机各动作轴(射出、加料、开关模、顶针)是由各自独立的伺服马达来驱动,因此可以同步执行多轴向的复合动作,透过高效率的复合动作运用,不仅可以减少机械实际出力,同时也可提高循环周期及生产效率,并且可搭配射出压缩、模内剪等特殊成型法,达到更快速成型周期的实现。图6为全电式射出机复合多动作流程图,图7则为台中精机全电式射出机高周期快速成型实例。     

 

图6 全电式射出机复合多动作

 

图7 台中精机全电式射出机高周期快速成型实例

结语

    在近年来,国际大型橡塑料机展如德国K展、日本IPF展可以观察到,全电式射出机已逐渐成为中、小型射出成型机与高精密射出市场的主流。而台中精机藉由自行研发之控制技术突破了日本射出成型机制造厂在全电式射出机上的技术壁垒,随著控制机能与性能的不断开发与质量改善下,逐渐获得客户对产品的认同,未来PIM电设将禀持著创新研发的精神,持续进行机能与性能的提升改善,以期提供客户更高质量的全电式射出成型机。
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