日本塑机供应商推广全方位节能技术

2008年11月7-11日於日本东京幕张展览中心举办的IPF2008上,日本塑机供应商展示的各种节能新技术可谓展会期间最具吸引力的一道风景,从主辅设备,到原料,到管理都可以改善塑料加工节能。在2008年10月於天津举办的注射年会上,笔者在谈到生产合格制品对节能的影响时指出:“如果能够在注射过程中,首模即出合格制品,则对於降低加工能耗、避免材料二次加工都有非常显着的效果。”在IPF现场,笔者发现日精树脂已经将这一设想变为现实。 日精树脂工业株式会社在IPF期间展出多台采用全电机及配备其独创的X-泵系统的混合注射机。其中现场展出的一款NEX15-1FN油压伺服型紧凑精密注塑机首模即可产出合格制品。 这是一种混合型注塑机,锁模力为147kN(15吨),应用了油压伺服阀控制器,专门针对超细精密零件的成型,典型产品是细小的插拔连接器。展会现场,该设备利用单腔模具成型一个条形流动测试件,所用注塑机能从第一次注射开始就生产出合乎标准的零件。 该机具有以下重要特点:装备世界领先水平的压力反馈系统。填充与压力上升/下降迅速,残余压力小,所以变形量极小,顶针破损减少,飞边少。注射速度上升迅速,填充性能出色。特别是对於薄壁高流动情况,其注射速度上升要比全电机快1.2-1.4倍。因为加速/减速与压力反馈快速,所以机器适合於注射行程短、需要突然变换速度的成型。与快速周期相一致的锁模装置采用多种先进技术以维持优良的锁模精度和获得稳定的精密成型:固定模板与移动模板高度平行和直接前行;结构结实,模板不会变形;对统一稳定的锁模力非常重视的设计。 Caption:日精树脂工业株式会社总裁依田穗积表示,公司推出的首模即出合格产品技术目前用於小型电子连接器。日精树脂董事总经理依田穗积介绍,这一技术目前已供应给一家客户生产微型连接器,用於其他产品的生产也没有技术问题,如果客户需要就可以进行相应的研究试验。 蒸汽辅助技术实现更优的表面质量 SYSKO公司介绍了其开发的蒸汽辅助加热冷却技术。该系统能通过蒸汽快速加热注塑模具的表面温度,相比其他任何现有系统,模具内部能轻松地保持在更高的温度之下。因此,模内塑料材料的流动性可以实现更好地保持。 通过装备在阀控制器中的泵浦,产生极大的冷却水流,迅速冷却模具。该系统也能大大地缩短整体周期时间,即便加工的是厚壁或大型塑料件。该系统会需要应用特别设计的模具,具有足够的冷却水道,实现更高的热交换能力。 相比普通注射,它能以低的注射压力而迅速地注射与填充塑料材料。塑料制品从模具取出之後,尺寸相当稳定,足以防止弯曲和变形,而不用任何後期硬化过程。通过防止塑件表面上出现皮层和焊缝,该系统能完成超出预想的无焊缝、光泽度极高的外观,而且哪怕是用混有玻纤或填料的混合塑料,也能得到极佳的结果。 加料筒内真空塑化装置VACMELTOR 名机制作所(Meiki)特别介绍了其加料桶内真空塑化装置VACMELTOR。这一技术是基於名机1968年推出的VACMELTOR真空塑化装置,并经过深入研究和改良的最新锐装置。其最大特点是由塑料原料入口部分开始,以至塑料熔融完成的部位(压缩部),整体的空间处於高度真空化。 新装置有诸多好处,包括:可缩短树脂乾燥时间达50%,而且银纹、变黄的问题大幅减少;塑料中脱出的油脂物亦可除去,模具的保养次数和费用可以大减;塑化过程中因气体和空气被卷进熔料而发生的烧胶问题得以防止,塑化时间亦缩短;由於防止了塑料气化,因而避免了碳化物(黑点)的形成。 名机制作所现场展示的系统包括一台MU650D大型直压式电动射出成型机,配备加热筒内高真空可塑化装置。本机使用未经过干燥的PMMA,在一副模具中进行双面多种产品(共5件)的成型。商品是由5个制件构成的相架(可放明信片尺寸的照片两张)。另外一套LGP70H小型导光板成型系统,装上加热筒内高真空可塑化装置後,进行未经过乾燥的PC的成型。该机由射出压缩成型和专用模具绝妙配合,实现了用很小的装置注塑出0.3mm以下的薄壁产品。现场生产的0.3mm厚2.8寸手机导光板,其光学特性、机械特性、成型精度都达到了更高更新的境界。 零缺陷成型系统 住友重机械工业株式会社展出其Zero-molding注射成型系统。该系统是为了将不良(Defects)、耗损(Loss)及反复作业(Faults)贴近零点所开发的技术。这项崭新的成型技术,综合充填领域的FFC(低压完全充填)成型、锁模领域的MCM(低锁模力成型)成型,以及控制操作领域的SPSS(简单设定、省力操作)介面,使三要素技术合一。 根据新剪切理论所诞生的无剪切塑化系统,毫无塑料阻塞现象;利用加热器高效率传热熔融,螺杆头组件能阻止树脂逆流,实现彻底的稳定塑化;塑化状态稳定;可以进行仅为0.1s的极短时间计量;防止气体造成的不良状况、黑点及烧焦现象;防止料管内侧及螺杆磨损;实现能源节约与成本降低。 现场展示的设备中包括一台CL7000,该机是结合最新全电动技术设计的紧凑型成型机。采用低锁模力成型,消减电力消耗;通过采用双压中心模板,降低必须的锁模力,模内压力更平均。现场成型单腔PC托盘,产品重量1500g,循环周期只有87s。 实现全面的系统化节能 津田裕通特别介绍了公司针对节能的各种新技术。 株式会社松井制作所(Matsui)市场部总经理津田裕通特别强调了公司的FACTOR4理念,即采用一半的资源,创造双倍的财富。基於这样的出发点,津田裕通介绍了公司在节省树脂、节约水、省能三个方面的技术。 松井展出的节约材料技术包括,专门引入Husky热流道系统以完善产品链;低速粉碎机MGL系列,一步可以完成整体的清洁;新的铰链式结构允许直接进入内部清洁;其他节省原料的技术还包括,将不可直接使用的回收粉碎料重造粒,将无法再回用的材料转化为可用的石油资源等。 松井设计的自由冷却系统,可以有效减少不必要的冷却与加热用水。津田裕通介绍,已有5000套Ecobrid系统安装於全球各地。在冬天或者温度较低的季节,冷却器可自动停止供水直接经空气冷却,显着减少压缩机所需的能源。减少不必要的水蒸发也是节水的重要一环,如Ecobrid型封闭式冷却塔EDG-60不但可以减少水分蒸发并可防止污染。与传统的冷却水系统比较,Ecobrid一年可以节省一个8×25m游泳池的水量,减少37吨CO2排放,并可以节约水电费用支出120万日元。另一方面,采用空气冷却模温机也可以减少冷却水需求。 追求更高的生产效率 日本思帝亚机械有限公司总裁河野省三介绍公司本次展出的最新产品,尤其是螺槽容积达1.71的新产品。 提高设备的生产效率,同样可以实现单位能耗的显着降低。日本思帝亚(STEER)机械有限公司总裁河野省三为笔者介绍了公司最新推出的两款挤出机。 思帝亚机械在本届展会最新推出的OMEGA-H系列挤出机,扭矩达17.1Nm/cm2,螺槽内外径比达1.71,在同类产品中具有无与伦比的优势。针对生产过程中,可能需要更换部分机筒的状况,思帝亚还特别设计了可以快速实现单段机筒更换的系统。可以显着缩短更换时间,减少对生产的影响。 高质量监控与电力再生技术 FANUC公司介绍了ROBOSHOT注射机针对高质量稳定成型、节能、高生产性、高安全性、优越的操作性以及对於超薄壁成型、超精密成型的有效解决方案。 FANUC的耗电监视系统可以现场直观显示耗能与电源回生的效果。其系统监控所采用的逆流监视技术,通过直观的图表显示,可简单判断射出中逆流防止环的动态。利用最新的伺服,可高精度地检测出射出中作用在螺杆螺纹上的已逆流的树脂压力。利用逆流波形重叠描写,可以判断逆流防止环的更换时间,可检测逆流防止环的磨损间隙。精密计量可以实现计量后的最适宜的减压控制,可防止拉丝,保证成型品重量稳定;可以防止射出中的逆流,使成型品重量稳定。 在节能方面,FANUC最新的伺服技术和新开发的保温罩,可减少17%耗电。ROBOSHOT的节能技术,采用低耗电的最新伺服系统,优化磁性回路的高效率伺服电机,配置低损耗变压器的伺服放大器。减速时电机产生的回生电源,再利用於加热器等。使用耗电监视,可确认现在的耗电/回生电源。100吨机在模具开合运行下、有电源回生的场合比没有的可节约16%电源。新开发的加热器保温罩,可减少加热器的耗电量,节能性能可再提升7%。 大型全电机 全电机的节能效果众所周知。JSW推出第二代广受好评的大型电动机J650ADII-3100H,现场成型一个845g的PP塑料箱。该机具有快循环的特点,开闭模速度达65m/min,为业界最快的速度。经过改进的螺杆结构可以提高塑化能力和混炼性能。 除了采用全电机实现节能之外,JSW还采用了全程电源再生技术。此外,其所采用的滚珠丝杠的寿命由於最新开发的JS1润滑脂而得到显着改善,可实现长期稳定成型。电力消耗可以减少45%,CO2排放减少139吨/年/台,循环周期缩短约27%。 针对超微成型的解决方案 株式会社树研工业董事松浦直树介绍,公司超小型注射成型机JMW系列最适合多品种少批量的成型,有助於节省能源。株式会社树研工业(Juken)现场展出其在微成型技术领域的最新成果。 该公司介绍了多款微成型系统。高速射出机JMW-021S-20t的机型尺寸虽与10t机相同,但合模力可达20t。虽为小型设计,但还能用於投影面积较大的制品成型。现场生产超平面镜片,使用材料COP,镜片为自由曲面Fresnel镜片。 JMW-024S-10t为微小构造产品全自动成型系统,采用了以微细构造转抄为目的设计出的横向射出新型机种,在现场用LCP成型80头连接器,为一点浇口成型的极小型连接器。 JMW-015S-5是一款客户定制机型,是一套全自动微小嵌件插入专用成型系统,并包含了微小插入成型所需的所有功能。现场生产配有斜齿轮的超精密转子。4腔模具采用潜伏式浇口,齿轮模数为0.08;8齿,右旋15度,外径1.5mm,厚度0.4mm的小径斜齿轮全自动插入成品。 3D无汇线制造系统 为了消除树脂成型过程中的熔接痕,日本十余家本地公司与国际跨国公司合作成立了3D无汇线制造系统联盟。3D无汇线制造系统共由三项技术组成:热冷成型法、实现理想的冷热循环,热冷成型技术采用蒸汽炉产生蒸汽,冷却塔制冷。专门开发的3D无汇线模具,在型腔背面加工出沟槽,再加工相应的金属封板而实现均匀加热冷却。由於无汇线模具结构复杂,加工难度大,型腔为双层重叠结构,需要反复装夹,难以保证精度等问题专门开发了空中多面模具加工机,实现高精度的型腔与冷却系统加工。 Caption:三菱商事Technos株式会社机械事业部项目部课长山中信行介绍3D无汇线制造系统。该技术还有其他很多特点,如玻纤不会漏出到表面,可实现超薄制品加工,厚制品成型周期缩短,普通树脂和泡沫也可以实现高质量成型,缩短生物降解塑料成型周期等。 使用这一系统具有多种优点:无冷却痕,不需要喷涂;转印更佳:样本转写精良,可以成型各种厚度的产品皮纹,成型状态良好;表面光亮:即使是普通树脂或泡沫塑料材料也可以实现;表面上没有玻璃或碳黑暴露:均匀性优异;便於有机分解塑料的成型:缩短成型周期;成型条件的可选择性更广:没有喷射、波纹和银条纹;对薄壁成型可提高流动性。

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