3    电动注塑机的性能优势

        (1)注射性能稳定    液压注塑机的各项动态技术参数受到油压、油温变化的影响而容易发生波动,相比之下,电动注塑机的各项动态技术参数基本上不受外界因素的干扰,所以注射性能稳定。

        (2)高性能节能    高性能的节能是电动注塑机最大的优势。电动注塑机的节能是在高速应答反映的注射工况条件下的节能,不影响生产效率,能量利用率达到95%以上,比液压注塑机节能25%~60%。例如,加工材料为PA66的电气连接件,一模12个,用SSE400液压注塑机成型的能耗为4.26kW,用SE400电动注塑机成型的能耗为2.86kW,比前者节能32.8%。

        (3)节水    电动注塑机不使用液压油,冷却水仅用于加料口,与采用负载敏感泵的液压注塑机相比,冷却水用量可减少70%,与采用定量泵的液压注塑机相比,冷却水用量可减少90%。

        (4)效率高    伺服电机的应用提高了系统的应答反映,以日本住友电机公司的SE系列电动注塑机为例,成型周期仅为液压注塑机的1/3。由于各个执行机构都有独立的伺服电机驱动,所以电动注塑机能进行复合动作。而液压注塑机要实现复合动作,势必要增加液压系统的复杂性。

        (5)优化工作环境    电动注塑机不使用液压油,工作环境更易保持清洁,且噪音低于液压注塑机10dB以上。

4    液压注塑机如何应对电动注塑机的挑战

        电动注塑机的出现与发展,打破了液压注塑机一统天下的局面,同时推动了液压注塑机的科技进步。电动注塑机给液压注塑机最为有益的启示是液压注塑机如何节能和如何保护环境。液压注塑机的环境保护主要是解决液压系统的渗漏及噪音问题。目前,液压系统的渗漏还没有得到彻底解决,实际上只要在管接头的选用及液压系统的加工与装配上加以重视,就不难解决。现在绝大多数厂家在液压系统的装配上基本不用清洁剂及密封胶,这是造成液压系统渗漏的主要原因之一。

        为了提高环境保护的水平,电动注塑机的肘杆与销轴之间的钢套已采用无油润滑复合套,只需6个月加一次润滑油,这种钢套值得在液压注塑机肘杆机构上应用。

        生产厂家在液压注塑机的节能方面做了很多工作,基本上都是在泵源上做文章。例如采用变频控制器与齿轮泵相结合或采用负载敏感柱塞泵来达到节能目的。四川邦助工业有限公司开发成功的适合于国内市场价格的负载敏感柱塞泵目前已在宁波一些注塑机制造厂得到批量应用,推动了注塑机节能技术的进展。但要从根本上实现注射成型的节能,必须进行节能注射成型原理的研究与开发。只有开发出新的节能注射成型原理,配上节能的动力系统及执行机构才能实现真正的节能。例如,奥地利Engel公司发明了一种全新的高速注射成型法)))膨胀成型法,该技术利用储存在熔体中的能量来实现超高速率的注射充模,能耗仅为一般高速注射成型的1/3~1/2。

        液压注塑机还应在如何达到电动注塑机的高速应答反映性能和注射动态技术参数的衡定性等方面实现技术突破。日本JSW公司在J-EÒ-P系列液压注塑机上装备了采用柔性高速低压伺服回路的高灵敏度控制器,与液压蓄能器回路、高性能的伺服阀组成的闭环控制相结合,6挡注射速率闭环控制,6挡保压闭环控制,3挡螺杆转速闭环控制,3挡背压闭环控制,实现了高速化、高响应性、高稳定性,不但可设定高速高压成型,而且也可设定高速低压成型,实现了以稳定的最佳压力进行注射成型,提高了产品质量的稳定性。 

5    液压注塑机与电动注塑机各自的定位

        今后在一段较长时间内,我国使用的注塑机还是以液压注塑机为主、电动注塑机为辅。液压注塑机具有很大的设计空间,可以进行多品种开发。例如,开发成功的配置节能、高速、高效、全液压合模机构的中、小型液压注塑机,不但成型精度高,而且合模机构技术参数改动容易,能快速地满足用户的使用要求,这是电动注塑机难以实现的;无拉杆液压注塑机因其容模容积大、机械手运转空间大,排除了有拉杆合模机构拉杆移动副可能带来的污染,特别适合于成型清洁度要求高的医用塑料制品,该种注塑机合模机构的动力系统只能是液压驱动。

        电动注塑机应立足于电子电气、高清洁度医用制品等高附加值、高技术含量制品的精密注射成型。执行机构的设计必须具备精密注射成型的特点,例如,肘杆机构的刚性、设计及加工如何保证模板的平行度,螺杆的设计及加工如何保证塑化的均一性和高的件重重复精度等。高性能的执行系统、驱动系统及控制系统的完美结合才能真正体现出电动注塑机的技术优势。

6    液压注塑机与电动注塑机两者间技术发展的关联

        不管是液压注塑机还是电动注塑机,其技术发展趋势是高效、高速、精密、多品种、模块化、专业化、低能耗、环保型。

        我国的注塑机品种单一,以通用机为主,技术创新不够,不能适应市场需求。例如,有的单位不了解小型机的特点及用途,只以为注射量小就是小型机,所以,开发出的小型机只是大型注塑机的缩小而已,根本没有小型机应有的特点,没有市场。

        塑化注射重复精度的提高,肘杆合模机构性能的提高,控制性能的提高,以及环境保护性能的提高才是需进一步研发的课题。以合模的低压护模性能为例,国际上高性能的肘杆合模机构在低压护模时,一旦模具接触到白纸(将0.1mm厚的白纸放在模具分型面)后即后退,起到了真正的安全保护作用,而国产注塑机没有一台能达到如此高的性能。

        大规格的注塑机是液压注塑机的优势。国际上大规格的液压注塑机从结构到控制系统都具有大规格的特点,相比之下,国内的大规格的液压注塑机基本上是在小规格的基础上放大而已,所以在功能、性能、制造成本等方面难以满足市场需求。例如,一家塑料制品公司购置了一台50kg的国产普通卧式注塑机,一直没有投入连续生产,原因是设备用电量太大,且只能加工以新料为主的原料,成型制品成本太高,难以与市场同类产品竞争。德国Remaplan公司开发的超大型注塑机采用能利用废旧塑料加工的注射压缩成型机,降低了注塑压力和成型锁模力,从根本上实现了注射成型的节能,大幅度降低了制品的生产成本。

        电动注塑机与液压注塑机没有截然的区分界线,根据注射成型的需要,可把两者的各自特点结合起来,开发电动与液压互相结为一体的半电动注塑机。例如,把全液压合模机构与伺服电机驱动的塑化注射机构结合起来,既可发挥全液压注塑机合模机构高稳定性、高精度的性能,又能发挥电动注塑机塑化注射机构高速应答反映、高精度的性能。在液压注塑机上把液压马达驱动的塑化机构改为伺服电机驱动的塑化机构,达到在合模的同时进行塑化,以提高生产力。

7    结语

        液压注塑机与电动注塑机各有特点,各有自己的发展空间,两者优势互补,互相促进。注塑机开发制造商必须不断开发创新注塑机技术,以适应市场的需求,推动塑料加工行业的科技进步。