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从一台五轴微型注塑机到一台六轴控制的高科技生产单元

  • PT《现代塑料》
  • 文/本刊编译(原文来自Wittmann Battenfeld)
  • 时间:2017-07-10
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位于德国施兰贝格的mikrotechnik HIRT公司,日益发展成为一家小型部件、微型部件和混合材料部件的专业生产商。通过与其客户紧密合作,该公司开发了高度复杂的产品和部件。基于先进的技术和可靠的工艺,这些部件在一台威猛巴顿菲尔MicroPower 15/10注塑机上被生产出来。

mikrotechnik HIRT公司(以下简称“MTH”)由Franz Hirt先生创建,是一家位于德国黑森林中部的年轻的创新型公司。该公司着力于开发、设计和生产由塑料和金属构成的微型部件以及完整的系统。在此方面,MTH与威猛巴顿菲尔保持了多年的密切合作。对于MTH的经理人Franz Hirt而言,与其合作伙伴的紧密合作是取得成功的至关重要的因素。“最佳的结果,只能通过基于相互信任的真诚的技术合作才能实现。”Hirt评论道。

已安装在MTH的一台锁模力150kN的威猛巴顿菲尔MicroPower系列注塑机,专为微型部件的注塑成型而设计。该机器提供了最大的精度和成本效益,使得主要通过其两级螺杆-柱塞注射单元实现0.05~4cm3的注射量成为可能。加热均匀的熔体,通过这种注射形式而得到注射,从而能够以绝对稳定的生产工艺和短循环时间生产出高质量的部件。

通过紧密合作,MTH已与威猛巴顿菲尔联合,将五轴的MicroPower开发成为六轴的生产单元。利用这一设备,拥有旋丝功能的部件、螺旋微齿轮和拥有斜剖面的轴,现在都能以极高的精度被生产出来。

随着模具的打开,模内的“型腔”元件受齿形带(安装于模具的侧面)的驱动,为顶出动作而释放成型的部件。随后,由伺服电机驱动的顶出器让部件脱模。随着这一“轮廓”元件返回到其原始的位置,新的生产循环即开始。

旋丝装置的整个操作完全被集成到机器的UNILOG B6控制系统中,并由此进行操作,这使得用户高度精确地确定任何可以想象的旋丝位置变得非常容易。这项功能还使得在模内驱动螺纹芯成为可能,比如在成型部件上生产出高精密的内螺纹。作为工业化生产的产品的一个例子,拥有预制内螺纹的部件,主要用于照相机的调焦装置,以将镜头固定到位或者聚焦它们,也可在医疗检测装置中用来聚焦光学测量系统。

MTH加工各种类型的热塑性塑料,还包括金属粉末的注射成型(MIM)。下一步,该公司正在计划加工微型热固性塑料部件。在开发产品的过程中,MTH与著名的研究院和技术中心紧密合作,特别是与德国菲林根的KISW的合作,受到了Franz Hirt的高度赞赏,他说:“简单地说,我们相互了解、相互信任,有时一眼就足以理解对方的想法和想要实现什么。正是依靠这种方法,我们从一开始就能掌控困难的项目。”

在一些国际公司中,Franz Hirt积累了超过40年的部件注塑成型、冲切和部件组装方面的经验,这使其能够自行开发模具并完成3D设计。他的设计,能够以直到小数点后三位的零公差而被高精度地开发出来。为获得最佳的生产条件,MTH从其过去几年发展起来的业务关系中,精心挑选出能与之合作的供应商。这些合作伙伴按照CAD和CAM规范,以低于±5µm的高精度,生产用于各个阶段的以及用于所有部件的模具组件。仅顶出器和直径200 µm的钻孔,就对生产工艺和精度提出了特殊的挑战,只有少数制造商能够满足Franz Hirt提出的严格要求。比如,按照严格的标准所选出的供应商,采用100 µm的刀具进行切削,但第一步生产新模具的成功率不超过70%。

制造MTH开发的产品,只有采用最好的高科技五轴机器以及依靠经验丰富的员工才有可能成功。比如,采用一个65 µm的钻头,以大约60000~80000r/min的转速,在硬质模具组件上钻孔。此外,利用电极丝直径只有0.03 mm的微型线切割机,来切割极其精细的几何形状和成对生产的斜面部件,之后,再采用特殊技术将它们组装成功能组件。MTH的一家客户是位于德国新乌尔姆的REINZ-Dichtungs-GmbH,这是一家汽车零部件供应商。REINZ-Dichtungs-GmbH的塑料系统领域应用技术项目负责人Maximilian Birk及其同事Philipp Zedelmair(负责塑料系统的开发工作),都对MTH的产品印象深刻。“我们与MTH一起开发和生产的微型部件,几乎不能从市场中的任何地方买到。对我们来说,MTH正是我们为实现在微型部件领域的新发展所需要的合作伙伴。” Maximilian Birk表示。

就战略发展而言,MTH与其目前3组人马正在扩张之中,并将在2017年继续向着专业化公司的方向发展。MTH正在研究一些项目,按照今天的观点,这些项目预计将需要多台机器。毫无疑问,基于小型化的发展趋势,微型部件将继续增长,下一步将是纳米技术。Franz Hirt确信,混合材料的微型部件仍处于起步阶段,并拥有巨大的潜力,特别是在医疗技术、电子、通信和卫星技术以及汽车行业中。

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