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        加倍产量

        日期:2011年12月23日 14:29

        加倍产量

        用于标准注塑机上的交替模具

        德国Bielefeld大学供稿
        达明科技翻译
        2007年7月

         


         

          现代塑料加工成型,总成本压力使得持续改进变得极其重要。可能的发展方向有两种。你可以用高新技术取得具竞争性的优势(比如多组分科技),或是你成功降低产品的成本。本文介绍了一种增加将近100%产量的一种方法,同时降低达40%的成本。

          注塑技术性部件的成本主要由以下部分组成:原材料(约50%)、机器、模具和人工的成本。如果我们只看一件部件,只有原材料的成本是不变的,所有其他因素将受周期时间的影响。提高产量或者缩短周期,便能降低部件成本。

         

        缩短周期从而降低成本

          到目前为止,有两种已经被采用用来增加产量的方法。在生产很短周期时间的零部件情况下(如包装部件),缩短模具运动时间是很有效的。在生产需较长冷却时间较厚零部件的情况下,操作员要努力优化冷却系统来减少冷却时间。然而这个方法,很快便受到物理极限。

          另一种可能就是使用叠层模具,一种在相同时间内可以用更多分模面来加倍甚至是提高至四倍产量的方法。然而有两个主要原因,使得不经常使用叠层模具来做技术性部件。一,注塑机的注射容积不足够加倍零部件的数量。二,注塑机的开模行程不允许两个分模面同时打开。

        采用叠层模具来生产技术性部件

          早在1982年1月,Sorensen氏介绍了一种叠层模具的分模面循环交替的过程。Husky公司很成功地将这一技术用于他们的注塑机上。这种方法的优势在于它是利用机器的非生产性时间,该时间是在机器不做任何运作而仅仅是等模具/部件冷却下来。

        这种特别的交替注塑机目前并不常用,可能是因为它要更高价钱在机器上加一种上锁装置来配合多加的分模面。此外,交替注塑机有一条复杂的热道系统在多加的第二块动板上,给熔融通过(见图一)。

        标准注塑机上的交替模具

          德国比勒费尔德(Bielefeld)大学应用科学系一项现研究的主要目的就是整合交替技术在模具上以便在普通的注塑机上使用。要达到这个结果,必须做到下面几个基本条件:一,第一分模面的上锁装置必须将第二个分模面要自动地解锁以防止成品缺陷和对模具的损害。二,上锁装置必须保持分模面在开模时还剩余有20%的锁模力,因此带发泡济的注塑也可以兼顾。三,它必须能按常规设计浇口,同时在没有热流道系统的时候也可以使用。

          上锁装置由一个类似用于三板模具的机械锁装置组成,在每个周期后移到对面位置,并且两个分模面交替开合(见图二)。

         

          每个末端位置由一个限位开关来监控。只有当限位开关给出信号时,适当的抽芯动作才释放出来以完成定板边(右边)的顶出过程。在顶出边(左边)的分模面,注塑机本身的顶出改为只在该分面打开后才激活。在现代注塑机中只需要小型的程序改动便能做到。

          冷流道是用来引导熔融的。此方法的窍门是脱模动作只在一个分模面上完 成。冷流道及模腔可用下面的周期来填满(见图三)。

         

         

          injection=注射
          cooling=冷却
          ejection=顶出
          可能的应用

          通过可行性研究,用这种方法可节约30%的产品成本(见图四)。随着冷却时间的增加这种节约变得更有效。显著的一点就是产品成本不受冷却时间的影响,直至冷却时间缩为周期时间的一半。可以从图五的例子中解释这个现象。一

          上线=标准模具    虚线=交替模
           上线=标准模具    虚线=交替模具
            下线=叠层模具    垂直轴=每件成本
          水平轴=冷却/周期时间比

          

          个完整的交替模具周期由两个注塑周期组成,两个分模面的模腔将先后被填满。在每个注塑完成之后,先前填满的模腔将先脱模。交替模具的周期因此由两个分模面的过程组成。令人惊奇的事实是冷却时间比标准周期的长了很多,持续到第二个塑化动作为止。然而,冷却时间并没使周期时间延长,因为在冷却过程当中是有注塑过程在第二半的模具中进行。在标准的模具工艺中,新的周期必须在冷却完成的时候才可以开始。


          有了长的冷却时间,就有了长的非生产时间,这被交替模具系统利用上。只要非生产时间

         

         

        Standard injection moulding=标准注塑周期 injection=注射
        cycle of Tandemmoulds=交替模具注塑周期 plasticizing=塑化
        mould movement=开合模及顶出时间 hold pressure=保压
        down time=空闲时间 cooling time=冷却时间
        cycle time improvement=节省下来的时间

        不比加工(注射,保压及塑化)时间短,冷却时间将对周期时间没有进一步的影响,因为这个动作是受另一分模面的注塑和保压时间的影响。由于这个原因,较长的冷却时间并不反映出产品成本的增加,事实上,越长冷却时间,较标准技术上成本的节约将越大。当冷却时间再加长时,交替模具的生产成本将逐渐和叠层模具的接近。

          由于这个原因,交替技术将被广泛用于壁厚大且长周期的模具。这包括所有氮气辅助注射应用及熔融含发泡剂的应用。

          其他的应用包括家族模具(family mould)制造的部件(如厕所座及盖)。这种模具通常很大并且难以运作。如每个部件都能有自己的参数是很有用的,但是在家族模具上,这是不可能的。
          交替技术的优点在于:

        一,生产可以在较小的注塑机上进行。

        二,只需要小的注射容积(足够一个分模面),这意味着注射大容积组件时熔融的一致性有所改善。

        三,较长冷却和塑化时间事实上是由非生产性时间组成,便降低更多成本。

        四,通过在注塑机上安装特别的交替程序,每个分模面可以单独地设置注射容积和其他注塑参数,因此,整组里的单个部件可以个别地的得到优化。

        译者注
          
        达明科技有限公司已于2007年7月在其TME系列注塑机上开发出合交替模具使用的程序,并配合民丰模具实业有限公司的交替模具开始试验、采集数据及累积经验,对此新科技进行研究,看是否合适国内的需要,向国内用户介绍及寻找新的应用领域。

          TME系列注塑机的一个特点是特大的容模量。如150吨锁模力的CAP32 DP注塑机的容模量便达680㎜,是合适交替模具及叠层模具使用的。

          CAP32 DP是双泵注塑机,能边开模边顶出、双泵注射及双泵塑化,并配有开合模比例方向阀,机械动作时间本来已优化,配上交替模具更加如虎添翼,是个理想的配合。图为试机试模的情况及监控页,欢迎致电0769-85315191垂询。

         

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