塑料注射成型与绿色制造技术

    塑胶注射成型装备是现代制造业重要的生产母机，广泛应用於航空航太、汽车、IT、数码电子和家电等众多领域。根据制品种类进行初步估计，现代制造业有80%以上的塑胶制品都采用注射成型加工制造。在国家“节能减排”和“建设资源节约型和环境友好型社会”的号召下，全社会环境保护和资源节约意识不断增强，塑胶注射成型加工行业的绿色节能环保新技术也如雨後春笋，不断涌现出来。在CHINAPLAS2010中国国际橡塑展上，各种绿色节能注射成型技术成为业界展示的热点技术。

    以“绿色制造·共塑未来”为主题的“CHINAPLAS2010国际橡塑展”於2010年4月19-22日在上海新国际博览中心隆重举行。来自30多个国家和地区的2,100多家知名展商参加了本次展览，据统计，观众总人数达到了81,435人次，再创历史新高。

    绿色制造是综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境影响（副作用）极小，资源效率极高。众所周知，影响制造系统资源流的因素很多，决定了实施绿色制造涉及的问题和途径是多方面的。下面从绿色制造角度概要介绍本届展会注塑成型加工领域的一些新技术。

面向绿色制造的注塑机设计

    绿色设计是在产品寿命的全过程设计中，充分考虑资源合理利用和对环境的影响，在充分考虑产品的性能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计要素，使产品及其制造过程和全生命周期中对环境的总体负影响减到最小。具体对於注射成型机来说，其绿色设计的技术特徵主要体现在以下几个方面：

节能的动力驱动系统

    在去年“CHINAPLAS2009”广州橡塑展上，伺服电机驱动液压泵的伺服节能系统还只是各品牌注塑机的突出亮点。而在今年的上海橡塑展期间，伺服电机驱动液压泵的伺服节能系统已遍布整个展馆，成为各液压注塑机厂商动力驱动的首选方式，节电20%-80%的广告语已不再使人感到震撼。无论是液压-肘杆式、全液压注塑机、还是电液复合动力注塑机都采用伺服驱动系统提供液压源。伺服系统的种类包括柱塞泵伺服电机组合、螺杆泵伺服电机组合与内啮合齿轮泵伺服电机组合等。

    全液压注塑机以其优异的锁模性能引起人们的普遍关注，如德马格的Systec系列注塑机。Babyplast的微型注塑机也采用了全液压方式。

    宁波海天集团推出了天泰系列电液复合动力注塑机。这款产品博采了传统液压机与全电动注塑机之所长，整机采用直压式锁模单元，配以单缸注射结构，采用伺服电机与滚珠丝杆结构实现“S”形开关模动作，并用线性导轨导向，速度快、平稳性好、精度高、能耗低。

    全电动注塑机可谓是日本注塑机生产商的特长。东芝、东洋、日本制钢所、住友重工等都展出了全电动注塑机。全电动注塑机以精度高、能耗低、噪音小等诸多优点而颇受青睐。日本东洋推出的Si-IV系列全电动注塑机对模板受力方式等做了改进；日本制钢所解决了全电动注塑机难以做大的问题，其锁模力高达2500吨；住友重工还提出了新熔融理论，挑战剪切塑化，实现塑胶最大极限的再利用；住友还展出了SE-DUZ系列全电动直驱式成型机。此外，恩格尔、海天、震雄、博创、台湾威浩等都推出了全电动注塑机，特别地，广州数控设备有限公司可以说是进军高端注塑机领域的一匹黑马，展出了拥有中国自主知识产权的AE系列全电动注塑机。

微型注射成型机

    微机电塑胶制品是当前备受瞩目的发展方向，在光通讯、3C、生化等产业的快速进步中已可看出其广阔的巿场前景。现代制造业中，产品体积持续小型化、轻量化、功能多样化，对微细化零组件的需求日益增大。用传统注射成型机生产微制品，浇道部分通常占总体注射量的90%，於是造成了大量的浪费。随着注射成型制品的小型化，其浇道部分成为一个重要的成本因素，并且还伴随着成型周期长，质量难於控制，废品率高等问题。

    微型注射成型机是生产微制品的专用解决方案。Babyplast展出了宣称为世界上体积最小的全液压微型注塑机Babyplast6/10P。其独特的金属球塑化系统和活塞式注射系统设计，确保了微型注塑的高精度，也避免了螺杆式塑化系统对纤维等填充材料的剪切破坏和熔体热降解；利用机器的模板充当码模夹，大大减少了模具尺寸和模具制造成本，并可实现快速换模。震雄也推出了全液压的微型注塑机。

    德国BOY公司展出的BOY22M型号的微小型注塑机，注塑机的螺杆直径为14mm，锁模力为220kN，最大理论注射量为6.1cm3。该机器具有两种不同规格的注射单元，可以根据客户的需求配备不同型号的5种螺杆。

    香港力劲机械国际有限公司推出的SP系列微型注塑机注射系统精度可达5μm，最小注射量为0.01g；该微注塑机采取无阀门结构设计排除了物料滞留於阀门的隐患，并可减少材料浪费；合模部分采用无锁模柱设计，模具的更换方便快捷。

大型二板式注塑机

    震雄、米拉克龙、博创、恩格尔等都展出了大型注塑机，锁模力从5000KN到40000KN。由於大型注塑机钢材消耗量大，采用二板式的锁模装置，可大幅减少钢材用量，不仅降低了成本，而且减少了钢材从矿石到冶炼，再到零件加工成型等一系列过程中的环境污染，体现了绿色制造的理念。

    震雄集团展出的SUPERMASTER超霸二板大型注塑机，突破了传统“二板半”的设计方案，实现了“真二板”设计，占用空间进一步减少，并可提供更大的开模行程和容模量，配合使用快速液压变量系统比传统液压系统节能省电40-50%，而且该机器具有高速自动调模功能，并进行了极速移模设计，移模速度可高达750mm/s，13秒内即可完成一次最大行程的开合模循环，大大缩短成型周期。

绿色的液压解决方案

    油研、力士乐等为全液压注塑机提供全套的液压元件，为注塑机的绿色设计提供了保证。油研推出一系列伺服电机驱动泵和快速响应阀：直动型伺服阀的响应时间可为2ms，频率为450Hz；二级型伺服阀的响应时间也仅为8-10ms。力士乐还现场展示了注塑机伺服控制系统模型，除此之外，它还提供摩擦力极小的线性导轨和滚珠丝杆等。