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电动注塑机何以占据塑机市场_科骏机械
发布时间:2019-06-28 15:03

近几年来,中国塑料机械工业产值年增长率都在30%左右,是中国机械工业中增速最快的产业之一。注塑机作为其中最大的品种,每年产量都占塑机总产量的35%左右。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年内迅速占据塑机市场。
 
电动注塑机何以占据塑机市场_科骏机械
科骏机械
 
主要产品:科骏注塑机(KeJun)、东洋注塑机(TOYO)、沙迪克注塑机(Sodick)、日钢注塑机(JSW)、发那科注塑机(Fanuc)、日精注塑机(Nissei)、住友注塑机(Sumitomo)、双色注塑机、日本注塑机、全电动注塑机。
 
未来20年
 
全电动注塑机将迅速占领塑机市场
 
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。
 
占领塑机市场靠的是硬实力
 
全电动式注塑机是电动式注塑机的主要机型,与油压式注塑机相比,具有以下优点。
 
节约能源:传统的油压传动机械由于全部动作都需通过油路来实现,所以不可避免地具有油压控制损失、管损、阀阻等流动损失,以及泵浦之容积效率、摩擦损失等等。在高流量时这种能量损失特别明显。
 
据统计,液压式注塑机由于高压节油造成的能量损耗高达36%-68%;同时油压系统在待机状态下亦仍有上列损失。而伺服马达运转时无流动损失、控制损失问题,磁滞损失极低;且在待机时不转动,因此能耗低,而且与速度无关。全电式系列由于使用滚珠螺杆将伺服马达的旋转运动转成直线运动,而滚珠螺杆的摩擦阻力远低于油压缸,且无任何冷却系统;因此整体效率远远超过油压机械。
 
清洁、噪音低:全电动式注塑机的主要制动组件是交流同步伺服马达。而伺服马达的控制特性为噪音低、惯性低、激活阻力小、加减速特性控制容易,无液压系统中存在的液压泵浦脉冲问题、气泡、泄压声等问题,因此,更容易设定激活及停止斜率,激活振动低。
 
速度控制范围宽、响应性好:相对于液压注塑机,全电动式注塑机由于采用伺服电动机;所以其速度控制特性较好、范围大,高低速相差近1000倍。同时,伺服电动机控制的注射压力和注射速度变化时间非常短,从高速向低速转换平滑,具有非常高的响应特性,特别适合在小型制品、短注射行程使用。
 
精度高、重复性高:相对于液压式注塑机,全电动式注塑机具有精度高、重复性高等特点,高精密度注射成型可以在全电动伺服注射成型机上轻易实现。塑料塑化时螺杆的转动由伺服电机驱动,伺服电机的转速很稳定;因此塑料塑化的稳定性提高。注射动作是由伺服电机带动滚珠丝杠来完成的,由于滚珠丝杠的位置精度可以达到0.003mm;所以每次注射动作的精度也可相应达到0.003mm;同时使注射动作的重复精度大为提高,保证了制品质量的稳定。
 
与液压式注射机的压力控制方法相比,全电动伺服注射机注射时的压力是通过一个高精度的压力传感器反馈给控制系统的,压力传感器直接与螺杆连接,减少了中间环节造成的误差;感应速度快、精度高;这使该类机型的背压控制精度提高。滚珠丝杠与螺杆之间的连接是刚性的,注射速度完全由滚珠丝杠控制;因此,通过设置注射时各段的压力、速度,可方便地实现多级压力、多级速度的高精度复杂注射动作,以便满足各类高档制品的各种注射要求。手机外壳、电脑的一些精密零件等多数采用全电动伺服注射成型机加工。
 
由于伺服电机扭矩控制精度高,滚珠丝杠与合模系统刚性连接;使开合模动作的速度、位置精度也相应提高,保证了模板运动推力的精确,控制了模板在运动中惯性产生的位移偏差,使低压模具保护这一动作的可靠性和响应精度大为提高,精密模具使用时的安全性有了更好的保障。在注射成型某些薄壁制品时,需要进行“注一压”复合动作,即在注射开始时,模具不合紧,留有很小的缝隙以便排气,注射动作后期模具合紧。
 
例如用ABS料注射成型IC卡时,采用“注一压”复合动作制作出来的制品平面度高,无翘曲变形。这样的动作要求模板移动有较高的位置精度和响应速度。由于模具是后期合紧的,所以仅需要较小的合模力便可成型制品,这将延长了注射机和模具的使用寿命。全电动伺服注射成型机完全可以满足这样的要求。而对液压式注射机来说,由于液压油的密度等物理性能将随环境温度的变化和使用次数的增加而变,使各个动作执行的精度得不到保障。
 
成型效率高和使用成本低:全电动伺服注射成型机的工作效率很高,使用成本低廉。效率,最直观的表现为速度。电动注射机的注射速度是一般液压式注射机的1倍左右,高速注射满足了部分制品的需求,同时提高了注射效率和成品率,降低了生产成本。合模动作的高精度使高速低压动作距离加长、合模速度更快。由于整部机器全部由电动机驱动,各动作之间基本没有干扰;所以,开摸和顶出动作可以同步进行,节省了顶出动作的时间,实现了一般液压式注射机无法实现的“开模-顶出”复合动作。液压式注射机使用的高压软管和油缸、活塞等老化、腐蚀、磨擦产生的粉末、铁屑进入液压系统,将导致阀芯卡住,动作失灵,严重时将阀损坏,影响生产进度,增大维护费用;而电动注射机全部是机械传动,滚珠丝杠的设计承载能力远大于实际使用中的载荷,各主要零部件均采用高强度材料,由加工中心加工而成,尺寸精度高,滚珠丝杠等运动部位都有防尘圈防护,伺服电机在过载时具有断电保护功能。因此,其使用寿命更长,可靠性更高,维护成本很低。
 
总之,全电动注塑机以高速、高效、高精密的优势,更加适于加工电子、电气、电器、等高附加值的产品,特殊是对于小制件的注射成型,更显示出其高性能、高精度注射成型的优势。
 
笔者结语:
 
全电动注塑机与油压式注塑机相比,有其不足的一面,如缺乏比价优势(前者的销售价格为后者的3-5倍),且机械部件传动的磨损将导致注射精度的降低、后期维修相对不便及维护成本较高等缺陷;所以近期内全电式塑机取代传统注塑机成为主导型产品的可能性不大。但作为塑机行业的高端产品,全电动式注塑机以其优异的节能、清洁和控制特性,已获得越来越多生产厂家的青睐,近几年在国际市场上的市场占有率逐年大幅提升;随着高精度塑件的普遍应用和制造成本的降低,未来发展空间巨大。

The author's conclusion:
 
Compared with oil-hydraulic injection molding machine, all-electric injection molding machine has its disadvantages, such as the lack of price comparison advantage (the selling price of the former is 3-5 times that of the latter), and the wear and tear of mechanical parts will lead to the reduction of injection accuracy, the relative inconvenience of later maintenance and high maintenance cost. Therefore, it is unlikely that the all-electric plastic machine will replace the traditional injection molding machine and become the dominant product in the near future. However, as a high-end product in the plastic machine industry, all-electric injection molding machine has been favored by more and more manufacturers with its excellent energy-saving, cleaning and control characteristics. In recent years, its market share in the international market has been greatly increased year by year. With the widespread application of high-precision plastic parts and the reduction of manufacturing cost, the future development space is huge.