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节能注塑机专业化发展要注意什么?橡塑机械

文章作者:企业资讯 上传时间:2019-10-04

中国德富塑料网讯:由于工艺和成本的需要,注塑机经常会处于全时段运转状态,是电能消耗大户,俗称“电老虎”。但是,在高度提倡节能减排的今天,注塑机节能减排已迫在眉睫。

塑是一种工业产品生产造型的方法,产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。现今加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展,这些技术包括:微型注塑、高填充复合注塑、水辅注塑、混合使用各种特别注塑成型工艺、泡沫注塑、模具技术、仿真技术等。

中国德富塑料网最新资讯:注塑机是将塑料的热加工特性和金属的熔融压铸成型原理结合起来的一种专用设备。最初的柱塞式注塑机,到了40年代末才发展出预塑化螺杆式注塑机。此后,发展的重点主要是围绕着预塑化螺杆式注塑机进行,已线以后出现双螺杆、排气式等先进形式。

先进高效的节能技术,已经成为了众多注塑企业节能改造追求的目标。注塑加工的动力驱动系统、料筒加热系统和模具的冷热系统是节能技术研发和应用的主要方向。

现在不仅是中国、还有美国、英国、日本、韩国等等这些国家的机械行业都是用各种类型的注塑机来运作工业的发展。其中卧式注塑机和立式注塑机最为广泛。还有全电式注塑机、全电动注塑机、节能注塑机、快速成型机、塑料成型机、高速精密成型机以及大型二板式注塑成型机等等。 注塑机会不断朝着自动化、节能化、智能化、无人化等方向发展。“目前,我国从日本、美国、德国等发达国家每年进口的精密塑料注射成型装备近20 亿美元,而且进口额逐年上升,特别是用于加工精密塑料制品的精密注塑机。与此同时,我国也鼓励各塑料注射成型装备企业大力发展高附加值、高技术含量、低能耗的产品,提高行业的国际竞争。”全电动注塑机凭借其出色的节能特性、控制特性、加工特性,将在未来20年内迅速占领塑机市场。 任何大小格局的变化都伴随着整个产业的调整和自适应,在全电动注塑机到来之前,变频器、伺机技术等是注塑机节能的必要过渡,而变频器又是伺服技术的过渡。目前国内的注塑机大部分采取PLC控制系统。但是PLC控制方式也有其不足的地方,如它的抗干扰性、可靠性和温度控制精度在有些时候还显得不够理想。而伺服驱动系统不仅在控制精度和系统响应程度上具有无可比拟的优越性,同时还能实现机械软启动,对电网冲击小。在伺服技术已经相当成熟的今天,随着设备成本的降低,未来20年将是全伺服控制注塑机的时代。

1980年法国制造出当时世界上最大的螺杆注塑机,一次注射容量达170kg。从80年代到近几年,注塑机的发展主要集中在几个方面:即精微自动化控制系统及各种辅助设备在自动化模塑中的应用;精密机械及高性能液压系统的配合;各种专用注塑机的开发及电脑辅助设计对复杂形状制件塑料流动分析以决定最优良的注塑条件;各种节能技术在注塑机上的应用。

《CPRJ中国塑料橡胶》就此专访了广东省塑料工业协会注塑专业委员会秘书长蔡恒志。蔡恒志同时担任力劲集团项目经理、深圳市高分子行业协会技术顾问,曾参与ISO国际标准制定工作和《橡胶塑料注塑成型机通用技术条件(GB/T 25156-2010)》、《橡胶塑料注塑成型机检测方法(GB/ 25157-2010)》等多项国家标准的制定。

一、注塑机的工作原理

三大系统助力注塑机节能

注塑成型机简称注塑机。

首先是动力系统。过去,注塑加工大多采用定量泵的液压系统,由于系统底压的存在,无谓消耗更多的电量,产生电能浪费。为了减少无效电耗,后来陆续出现了变频技术、变量泵技术等过渡性方式的技术。经过多年节能技术的发展,目前的主流技术是伺服节能系统,包括液压伺服和全电动伺服。

注塑成型是利用塑料的热物理性质,把物料从料斗加入料筒中,料筒外由加热圈加热,使物料熔融,在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆,物料在螺杆剪切的双重作用下逐渐塑化,熔融和均化,当螺杆旋转时,物料在落槽摩擦力及剪切力的作用下,把已熔融的物料推到螺杆头部,与此同时,螺杆在物料的反作用下后退,使螺杆头部形成储料空间,完成塑化过程,然后螺杆在注射油缸活塞推理的作用下,以高速、高压,将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中,型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后,模具在合模机构的作用下,开启模具,并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。

蔡恒志表示:“现在一千吨以上的注塑机80%以上都应用了伺服系统。因为伺服系统具有节能、噪音低、精准、快速响应等优异性能,所以应用广泛。”

二、注塑机的将组成结构分析

第二是料筒加热系统。料筒加热系统的作用是保持原料温度在设定范围,注塑机初次开机加温阶段和高温性能塑料对热量的需求更大,耗电更多。“料筒的加热系统在十年前已经有所应用,目前料筒的加热系统节能技术发展已经比较完善。”蔡恒志说。

注塑机根据属注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种,主要由注射部件、合模部件、机身、液压系统、加热系统、控制系统、加料装置等组成。

“除了动力系统和料筒加热系统外,在注塑机节能方面应用广泛的还有模具的冷热系统。因为模具的冷热系统对高精密和高质量塑料件的生产非常关键,比如导光材料和一些速冷速热的透明体材料。注塑机三大节能系统已全面有所应用。”蔡恒志表示。

目前,常见耳朵注塑装置有单缸形式和双缸型式。

“智能制造和精益生产在注塑机节能方面也有所体现。比如机器人的应用提高了生产效率,从而缩短了生产周期,从侧面对注塑机的节能起到很大的作用。”蔡恒志补充道。

塑化部件有柱塞式和螺杆式两种。塑料在旋转螺杆的连续推动过程中,实现物理状态的变化,最后呈熔融状态而被注入模腔。因此,塑化部件是完成均匀塑化,实现定量注射的核心部件。

全电动和油电混合注塑机是主导方向

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早期的注塑机都是全液压式,由于环保和节能的需要,以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降,近年来全电动式的精密注塑机越来越多。

对此,蔡恒志表示:“随着技术的不断发展,我们国家从传统意义上的全液压注塑机已经发展到高精密的全电动注塑机,全电动注塑机的应用慢慢渗透于医疗行业。目前我们国家的中高端全电动注塑机主要依靠国外进口,很多的关键技术还掌握在德国、日本等一些发达国家手中。从我们国家这几年的发展速度来看,全电动注塑机也是各个制造企业关注的重点。但液压注塑机依然占有很重要的地位,因为目前全电动注塑机最大的生产量是在一千吨以下,所以一千吨以上还是用全液压注塑机的比较多。根据客户的制品要求,全电动注塑机和油电混合注塑机是未来的主导方向。”

“今后的注塑机将更多的趋向智能、高速、高精密方向发展。以精密零件生产的发展方向为主导,主要在大型注塑件和一些新材料的应用方面给予更多的发展空间,比如多工位、多功能镶嵌与双筒、三筒、四筒的结合,以及制品的个性化、专用特性方面也会有很大的发展空间,再就是微结构、微发泡注塑的发展会对注塑机提出更高、更细的要求。”蔡恒志补充道。

拔高行业标准 推动注塑机节能技术发展

中国注塑机行业的首部节能技术规范《塑料注射成型机能耗监测和等级评定的规范》,规定了注塑机的能耗检测方法、能耗等级评定和节能评价值,并将注塑机的能耗等级依据每千克能耗的大小进行确定,分成1、2、3、4、5、6等级,1级表示等级最高即能耗最小。其中能耗等级为1级的主要衡量标准是:标准制品每千克耗电量≤0.4kW.h/kg。

蔡恒志表示:“事实上很多厂家在已经达到国家一级节能注塑机标准的基础上还有30%-50%的发展空间。但是这并不代表普遍行业都可以达到这种节能的水平。今后注塑机还要以点带面,对注塑机节能提出更高、更细、要求更广泛的节能标准,让大家都能来参与,把标准提升到更高的高度,进一步提升制造水平。”

谈到推动注塑机节能技术发展的重要意义,蔡恒志认为:“现在人工成本、材料成本、模具成本、制造成本都很高,如果注塑机节能技术能带来更多节能的空间,长期来看,对于成本的控制具有重要的意义。同时注塑机的节能也离不开各个注塑机厂家和各个部件制造商的努力,大家都在朝这个方向前进和探索。”

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