立足德国精良品质,为注塑行业注入创新活力

访德马格塑料机械(宁波)有限公司CEO Stephan Greif先生

作者:文/本刊记者 刘兴 文章来源:PT《现代塑料》2013年12月刊 发布时间:2013-12-16
在K 2013展会中,德马格展出了多款应用于注塑行业的创新型高端设备和技术,用强有力的事实证明了该公司在注塑行业的领先优势.

在K 2013展会中,德马格展出了多款应用于注塑行业的创新型高端设备和技术,用强有力的事实证明了该公司在注塑行业的领先优势。作为德马格旗下子公司,德马 格塑料机械(宁波)有限公司同样在中国市场赢得了客户们的青睐与认可。对此,该公司CEO Stephan Greif先生表示,德马格宁波公司将一如既往地以德国品质的高性能设备和贴近市场的完善服务为中国客户服务。

德马格拥有应用于 复杂和全自动注塑单元的创新技术与生产工艺,及高精度、动态和高效节能的注塑机,这些技术和设备能够为各种工业应用提供高附加值的系统解决方案。在前不久 举办的K 2013展会中,德马格携IML/IMD生产单元、应用于精密注塑领域的全电动IntElect系列注塑机及应用于包装注塑的优质解决方案等众多展品亮相 展会现场,充分向观众们证明了德马格在注塑行业的强劲实力。

Stephan Greif先生 德马格塑料机械(宁波)有限公司CEO
 

全新的全自动IML/IMD生产单元

在K 2013展会中,德马格展出了一款全自动IML/IMD生产单元,这是该产品的首次亮相。此生产单元以全能型液压注塑机Systec 210(合模力为2100kN)为中心,具有模块化结构,客户可根据所需的自动化水平添加或去除模块。另外,此生产单元采用了紧凑型自动化机柜,注塑机和 自动化设备之间使用标准化接口,并通过一款悬挂式6轴机械手执行所有处理任务,不仅简化了调试工作,还显著降低了设备的复杂度,减少了整个生产单元的占地面积。

在展会现场,德马格采用此IML/IMD生产单元,通过单一步骤生产了5″多点触控显示器,周期时间为40s。此多点触控显示器主要 包括与PMMA重叠注塑的导电IML膜和采用IMD修饰的黑色光滑显示器框架两大部分。PolyIC公司(功能性薄膜)、Leonhard Kurz Stiftung公司、HBW-Gubesch Kunststoff工程有限公司、SAR电子有限公司、Max Petek公司及Kist Maschinenbau公司为此生产项目提供了支持。

在模具的合模侧,5″多点触控显示器的框架在注塑过程中直接通过IMD单元装饰

在实际生产过程中,IML/IMD生产单元的中央开关点是一台悬挂的、配有3面抓取系统的工业机械手(Stäubli公司的TX90)。此机械手负责在每个 周期中抽取一个IML膜,并将其准确地定位到单腔模具的固定半模上。与此同时,安装在模具安装区域合模面上的IMD喂料器会将具有单个图片的载体膜带到成 型部件的装饰涂层上,并将其精确定位在型腔内。接下来,模具关闭,PMMA显示器通过辅助浇口开始进行注射,注射量为20g。

在注塑生产过程中,德马格的生产单元采用了gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik公司研制的变温模温控制器。该控制器对于稳定产品高品质的再现性至关重要,特别是对模具内部狭长的流动路径而言。在模温控制过程 中,模具壁被暂时加热到所用塑料的玻璃化转变温度和熔融温度之间的一个温度,此方法能延迟或防止熔体在注射过程中过早凝固,从而使其具有恒定的低黏度,以 保持自身流动性,直至模具填充完全,这有助于降低所需的注射压力和合模力。型腔填充完全后,模具开始冷却,直至脱模温度。在远离浇口的区域中,压力分布得 到了改善,部件虽冷却下来,但均匀的模具填充延长了保压时间,如此一来,模具中所有区域的冷却时间相同,从而减少了因为收缩而引起的形变,同时也提高了部 件的尺寸精度和一致性。这种工艺尤其适合于生产十分光滑的饰面和高质量的光泽饰面。

以Systec 210注塑机为中心的IML/IMD生产单元,可一次注塑生产多点触控显示器

此多点触控显示器的生产过程全部在清洁室环境中进行。IML/IMD生产单元通过一个层流模块来确保其内部的ISO 7级空气纯度,此层流模块负责清理外面传入的空气,并通过FFU(风机过滤单元)防止颗粒渗透。事实上,德马格展出的生产单元远超越了这个基本要求,它在 具备上述注射单元清洁室模块的同时,还采用了易清洁的保护外壳。

虽然生产多点触控显示器的基础工艺是注塑成型,但在模具外进行的后续步骤对 零部件的质量和成本效益也至关重要。当显示器框架注塑完成后,由一台6轴机械手负责从模具中取出该部件并插入一个新的标签,然后将部件放到工作载体上,运 送至封闭的激光分离站中,在那里,CO2激光器会在确保部件不断裂的情况下,准确地去除薄膜浇口;接下来,机械手再将显示器放到UV固化单元中,固化装饰 膜的面漆;固化结束后,部件被转移到清洁站进行最后处理,在清洁站中,刷子会细致、轻柔地去除IMD薄膜上的残余碎片,由于边缘松动而产生的颗粒也会被吸 掉。所有后续的后处理步骤,也同样在清洁室环境中进行,这些模块通过隔板封闭,并与注塑机的模具安装区域隔离。

此5″显示器实现可触控的关键环节之一是采用了一款经过优化的导电IML膜,此薄膜是一种用薄金属导体结构覆盖的PET基薄膜,同时也是PolyIC公司开发的IML工艺的一部分。 目前,市场上许多用于触控显示器的薄膜由氧化铟锡(ITO膜)组成,铟是一种稀有重金属,随着需求的持续增长,其价格也不断攀升。而PolyIC公司开发 的这款导电IML膜可作为这些薄膜的替代品,具有技术和经济上的双重优势。未来,触控显示器技术将得到越来越多的应用,从汽车行业到消费电子,再到为每个 特定任务提供所需各种操作功能的白色产品。

全电动IntElect系列注塑机生产的精密产品:用于外周静脉导管的零部件

全电动IntElect系列注塑机

同样在K 2013展会中展出的,还有德马格的两款全电动IntElect系列注塑机:配有平衡多型腔技术模块的IntElect 100-340和适用于清洁室的IntElect 50-45。安全性、过程一致性及可满足严苛应用的公差精度是全电动IntElect系列注塑机的主要特点。该系列注塑机采用了德马格专为注塑工艺开发且 经过优化的电动直接驱动器。与皮带驱动的电动驱动器相比,这些直接驱动器可提供更高的能效、精度和重复性、更快的响应速度及更短的周期时间。全电动 IntElect系列注塑机尤其适用于精密部件的大批量注塑成型。

在现场,德马格分别采用IntElect 100-340注塑机和IntElect 50-45注塑机进行了生产演示。IntElect 100-340注塑机的合模力为1000kN,演示了智能钥匙外壳的生产,此钥匙外壳带有PC/ABS共混物制成的零部件,生产周期为30s,注射量为 33g。这台IntElect 100-340注塑机采用了一款特殊的6腔模具,用于生产智能钥匙外壳的上、下两部分及更小的按钮开关。该模具的各个型腔在容积上有很大差异,必须通过反 复注射实现可靠地填充。为此,IntElect 100-340注塑机添加了activeFlowBalance技术模块,并展示了此模块的停用和启动对各个型腔中部件脱模情况产生的影响。 activeFlowBalance技术模块可用于平衡多腔模具的不均匀和波动平衡(它们通常会造成一些负面影响,如毛刺、欠充模和模具损坏)。当注射压 力变为保压压力时,IntElect 100-340注塑机使用压缩熔融膨胀,其较低的方向压力能使部分填充的型腔填充完好,且填充量以一种自然的方式平衡,不会延长周期时间。

由配备了新型SL塑化装置的全电动SE 180 EV注塑机生产的智能手机外壳

另一台得到展示的IntElect 50-45注塑机合模力为500kN,演示了用于外周静脉导管的MABS零部件的成型,周期时间为9s。这个应用充分展示了采用热流道连接和多型腔模具的 精密注塑成型的优势,以及全电动IntElect系列注塑机的清洁室适用性。通常,医疗产品的生产需要在ISO 7级环境中进行,而配备了热流道连接和多型腔模具的IntElect 50-45注塑机可轻松满足这些要求。

这台IntElect 50-45注塑机采用了TIG Technische Informationssysteme公司开发的MAS软件。此软件具有实时记录、可视化、分析和监控等功能。作为合作伙伴,德马格在这项新产品的开发 过程中发挥了重要作用。此软件产品也在K 2013展会中展出,它的可追溯功能可帮助用户追溯产品的相关信息。目前,市场对此项功能的需求不断增长,特别是对医疗和汽车行业而言。

新型SL塑化装置

除生产单元和注塑设备外,德马格还展出了一款新型SL(Spiral Logic)塑化装置。与注塑机上使用的传统装置相比,SL塑化装置可提供非常均匀的熔体,从而提高工艺过程的稳定性和产品质量的一致性。其关键的创新之 处在于,采用了受控的进料方式和无压缩段的缓冲塑化螺杆,从而避免了进料区中出现的高压力峰值和非熔体的堵塞。与之相比,在使用传统螺杆进行塑化,特别是 加工半结晶塑料(如聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯)时,这些问题会出现在压缩段。另外,SL塑化装置摩擦更低,且能轻柔地处理材料,不仅减轻了塑化装置进 料区的磨损,还有效降低了材料降解和纤维长度减少的风险,延长了模具的清洗周期,并获得更显著的能源效益。

值得一提的是,结合可切换的单向阀,SL塑化装置的无压缩式螺杆在生产精密部件时能发挥积极作用。另外。如果产品在清洁度方面有较高要求,如光学部件的成型,那么SL塑化装置的优势同样 不可小觑。由于去除了压缩段,SL塑化装置可大幅减少螺杆上的沉积物,这些沉积物剥落,会在部件上形成黑点。

目前,SL塑化装置仅作为德马 格全电动SE-EV系列设备的一种选择,该系列设备的合模力在500~1800kN范围内。在K 2013展会中,一台配备了SL塑化装置的SE 180 EV(合模力1800kN)在现场进行了生产演示——采用两腔模具和ABS/PC共混物,生产一种智能手机外壳,周期时间为25s,注射量为45g。

德马格采用一台安装了96腔模具的高速El-Exis SP 420注塑机演示了PE-HD螺帽瓶盖的生产,周期时间仅为2.3s

应用于包装注塑领域的先进解决方案

如今,包装行业的自动化市场正蓬勃发展,在K 2013展会中,德马格同样展出了多款用于包装注塑领域的高效、经济的解决方案,包括:El-Exis SP注塑机、Systec SP注塑机和一种可以提升颜色更换速度的activeColourChange技术模块。

在高端包装注塑领域中,El-Exis SP注塑机已在动力、速度和耐久性方面确立了自己的领先地位。在生产标准瓶盖、具有很小公差的薄壁包装件,以及在高注射压力和合模力范围在 1500~7500kN的精密应用中,该设备能以非常高的精确度和卓越的安全性完成快递动作和注射冲程。

在展会现场,德马格采用一台El- Exis SP 420-2500(合模力为4200kN)注塑机进行了生产演示——采用96型腔的热流道模具生产直径为28mm、重量仅为1.2g的PE-HD螺帽瓶 盖。这台El-Exis SP 420-2500注塑机采用了混合动力驱动技术,并通过activeAdjust和NC5加设备控制系统优化了所有轴的运动,使瓶盖的生产周期仅为 2.3s。按此生产周期计算,El-Exis SP 420-2500注塑机采用96腔模具每小时可生产出15万个以上的瓶盖。

为了更好地 证明在工艺稳定性方面的出色表现和对瓶盖生产过程的完美控制,El-Exis SP 420-2500注塑机还配备了IMD有限公司的光学注射系统——IMDvista。此注射系统所有的外围元件都集成在NC5加设备控制系统中,允许中央 操作。凭借高动力性、短周期时间和强注射力,高速El-Exis SP系列注塑机可实现单位成本和效率的完美结合。

另外,德马格新型 Systec SP 280注塑机(合模力为2800kN)也在K 2013展会中首次精彩地呈现在观众面前。该设备采用一款两腔模具,现场进行了IML装饰PP盛料桶(容量为1L)的生产演示,生产周期为5.3s,注射 量为78g。Sepro Robotique公司、Machines Pagès公司和Collomb Mecanique公司是此项目的伙伴。

新型Systec SP 280注塑机采用两腔模具生产容量为1L的IML装饰盛料桶,周期时间为5.3s

与高速El-Exis SP系列注塑机相同,Systec SP系列注塑机(合模力在1600~4200kN范围内)在速度、加速度、精确度和能源效率方面也具有卓越表现。另外,Systec SP系列注塑机还配备了理想的微调驱动系统和混合动力驱动(包括用于定量加料操作的强大电驱动和用于模具运动与注塑工艺的液压驱动)。为实现高性能频率调 节发动机与液压泵的理想配合,Systec SP注塑机还采用了创新的标准驱动系统——activeDrive,该系统可显著降低生产过程的能耗。

Systec SP系列注塑机所有和周期相关的轴可以同时移动,不仅如此,液压蓄力器和快速位置调节液压阀的存在使设备具有高注射动力和500mm/s的注射速度(螺杆 送料)。与带有液压蓄力器的标准设备相比,Systec SP系列注塑机的注射速度得到了显著提升,其干燥周期也进一步缩短。

新型 Systec SP系列注塑机主要应用于批量生产流径与壁厚比高达350:1的产品,如周期时间在4~12s范围内的盛料桶、堆垛箱、卡扣锁和盖子等。在此领域 中,EL-Exis SP注塑机已为自己确立了牢固的市场地位,但并不是每项应用都需要如此高的生产率。基于此,德马格开发了Systec SP注塑机,作为一种非常有效的设备基础与Systec平台一同使用,将注塑包装的高生产率和卓越质量进行了完美结合。

值得一提的是,标准 Systec SP系列注塑机还集成了activeQ模具保护系统、activeAdjust功能和经过改进的NC5加设备控制系统。高度敏感的 activeQ/activeQ+模具保护系统能检测到注射装置完全打开和关闭行程中的每一个故障,在干扰过程中,可通过有效地减慢操作,尽可能地缩短响 应时间。另外,通过单独控制对顶杆的调整、关闭移动和注射过程,操作员可使用activeAdjust功能优化注射周期,进而提高Systec SP系列注塑机的生产率。同时,activeAdjust功能可在各种操作条件下提供安静和平稳的设备运行状态。经改进的NC5加设备控制系统采用了直观 且面向过程的用户界面,能为所有相关工艺参数的调整、监控和记录提供便于操作的控制平台。

activeColourChange(针对3种颜色)系统允许把液体着色剂直接加入塑化系统的计量区中,这种新概念显著缩短了颜色更换时间

为进一步高效利用资源,德马格还为注塑商们带来了一款多功能工具包,此工具包含订制的技术模块,其目的是在获得理想生产效率的同时,实现耐久性、能源效率和 可用性的完美结合。其中,ActiveColourChange技术模块是一种新的液体颜色计量系统,专为注塑成型中的某些特定使用情况而设计。在此计量 系统中,颜色从一个封闭的环境直接送入注射单元,并填充熔体的计量区。与母料着色相反,采用此着色方式时,上游区(进料区和压缩区)没有颜色,如此一来, 可显著减少颜色更换过程中需要清洗的螺杆长度并缩短换色时间。

activeColourChange系统中的颜色通过 ViscoTainers送入。ViscoTainers包括一个带有集成计量/制备功能的塑料容器,及一个控制和驱动单元,因此,操作过程中几乎可完全 避免与液体着色剂的接触,从而使生产更清洁。ViscoTainers所有与液体接触的部件都与所需的外围零部件隔离。另 外,activeColourChange系统还采用了精确的进料泵,允许在高熔体反压下对很小的颜色剂量进行重复性测量。为了确保高度的均质化,螺杆的 计量区还配备了一个特殊的混合段,可确保低着色率下的高覆盖。

在K 2013展会现场,德马格在新型Systec SP 280注塑机上采用3种不同颜色展示了activeColourChange的卓越功能。此展示项目的的合作伙伴是ViscoTec Pumpen-und Dosiertechnik公司和 Rowasol有限公司。这款新型的颜色计量和更换系统可使用高达5种的颜色。在实际展示中,ActiveColourChange系统集成到NC5加设 备控制系统上,可被自动激活和停用。经过几个周期的激活颜色加料后,零部件着色均匀,可进行脱模。

在颜色更换过程中,如果当前的液体着色剂 (1号颜色)达到了所设定的体积,该颜色会自动停用并更换其他颜色(2号颜色)。在更换2号颜色时,螺槽与螺杆的前端能在2号颜色激活之前得到清洗,从而 进一步缩短换色时间。在此过程中,操作人员可设定用新着色剂进行清洗的时间。作为生产前程序运行的一部分,产品数量、颜色更换过程(采用或不用清洗或完全 脱色)和着色顺序由操作人员定义,在activeColourChange系统完全自动运行后,颜色更换不再需要人工操作。

一直以来,德马格致力于以严格、值得信赖的标准为全球客户提供富有创新性的先进注塑解决方案。在K 2013展会中,德马格的这一理念得到了完美诠释。如今,伴随着经济的高速发展,中国塑料行业取得了长足的进步,对于先进注塑技术和设备的需求也日渐强 烈,对此,德马格塑料机械(宁波)有限公司CEO Stephan Greif先生说:“这对德马格而言,意味着更大的发展空间,我们将适时地抓住这一机遇,一如既往地以德国品质的高性能设备和贴近市场的完善服务为中国客 户服务。”

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