高性能:不仅仅为了精密微成型

作者:恩格尔 文章来源:PT《现代塑料》 发布时间:2014-11-26
零件越小,对质量和精确度的要求就越高。为了在高成本的压力下满足这些需求,全新的恩格尔无拉杆全电动注塑机应运而生。

零件越小,对质量和精确度的要求就越高。为了在高成本的压力下满足这些需求,全新的恩格尔无拉杆全电动注塑机应运而生。因为在生产非常小的部件时,经常是模具的尺寸而不是锁模力大小来决定注塑机的大小,所以紧凑的恩格尔全新30t无拉杆全电动注塑机提供了双重节约——投资成本和占地面积。

近几年来,用于如智能手机或平板电脑等移动设备的高精度光学塑料元件或微型连接器的细分市场的快速发展主要是由日本的注塑机制造商来带动的,他们持续地改进以使其机器适应不断增加的对于更高精密度的要求。在2013年K展上,恩格尔奥地利公司引入了一个新的机器概念——ENGEL e-motion 30TL,旨在面向全球的电子行业(如图1所示)。这是在欧洲开发的第一种能生产如用于移动设备的光学透镜的注塑机,其最大偏差仅为几个μm。除了这一领域,新型的高性能机器还能满足消费电子行业的需求,因为它也可以帮助大幅减少废品率。

图1 ENGEL e-motion 30 TL注塑机是市场上长度最短的30t全电动注塑机

整体框架减轻了重量、总长度和成本

在这个领域,无拉杆锁模单元的概念是一个独特的销售主张。自从25年前向市场推出第一台无拉杆注塑机以来,恩格尔通过不断增加无拉杆技术的专业知识并定期申请新的专利,确保了其竞争优势。到目前为止,恩格尔有超过60000台锁模力280~5000t的无拉杆注塑机销往全球。

在2001年,恩格尔推出了其第一台全电动无拉杆注塑机——ENGEL e-motion,它提供550t、1000t和1800t的无障碍锁模单元。与无拉杆液压注塑机相比,同样的全电动机器有一个双机架。最初,双机架是在锁模时确保模板平行,并防止安装模板倾斜的必备品。然而,双机架机器概念的缺点是机器偏长、笨重且昂贵。

用于此新型机器系列的最小版本的一个机架已被开发出来,从而使机器更加轻便、更具有成本效益,且其机身显著缩短(如图2所示)。控制锁模力的机架组件的开发是基于恩格尔无拉杆液压注塑机——ENGEL victory系列的设计原理的持续开发的多年经验之上。设计工程师特此进行了测试以验证其耐力和变形行为,因为设计和由此产生的变形行为对锁模的精密性具有决定性的影响。

图2 一个机架的概念是为小吨位的无拉杆注塑机开发的

凭借新的解决方案,一种变形补偿器带来的压缩和弯曲补偿,将锁模力均匀地分布在整个安装模板,并允许非常简单的模板平行度微调。而采用双机架概念,这会困难得多。得益于新的设计,公差小于0.02mm的模板平行度得以实现,而这一影响锁模力的公差一般为0.1mm(拉杆注塑机也是如此)。与Euromap规定的0.2mm相比,这一公差显然更小。由此,ENGEL e-motion 30TL在锁模方面实现了非常高的精确度。目前,这种新设计的专利正在申请中。

为了可靠地制造薄壁的组件,该机器配备了久经考验的内联注塑单元50,其注射速度可达800mm/s,加速度达30m/s2,注射压力则高达240MPa。也就是说,与竞争机器相比,ENGEL e-motion 30TL具有运行更快的注塑轴。

低能耗的高性能注塑机

第二个机架的淘汰使注塑机的重量减轻了15%,从而在生产以及运输和安装过程中节省了成本。ENGEL e-motion 30 TL的总长度仅为3m,是市场上采用全电动驱动技术的最短的30t注塑机。此外,它的无障碍模具区域可容纳更大的模具。因为没有拉杆的阻碍,模具模板可以被充分利用至它们的边缘。由此,注塑机可提供440mx420mm的模板面积——此尺寸通常仅能由锁模力800kN(80t)以上的拉杆注塑机提供,同时也降低了机器的空间需求,尤其是在洁净室,注塑机的占地面积是一个重要的有效因子。如今,采用ENGEL e-motion 30 TL,光学透镜在洁净室中可被生产出来。

在洁净室操作中,该机的三点肘节的接合处是密封的。这一措施可防止润滑油进入工作区,从而使润滑油消耗减少了90%。此外,恒定的摩擦率导致驱动所需能源进一步减少。总之,ENGEL e-motion 30 TL全电动注塑机在这个细分市场上达到了先前无法达到的能源效率 (依据Euromap 60.1,效率等级为8+,)。而在其他方面,肘节的免维护的曲柄驱动和伺服电动机,实现了0.9s的极短的干燥周期时间以及200mm的开模行程;顶出器和模具高度调整已经集成在可移动安装模板上;所有主要运动是由伺服电力驱动,从而实现了平行运动的同步性。

在2013年K展上,恩格尔展示了令人印象深刻的新型高性能注塑机ENGEL e-motion 30TL采用16型腔模具生产60针板对板LCP连接器(如图3所示)。尽管产品针距只有0.5mm,该机器仍能在6.3s的周期时间内完成成型。采用16型腔的模具是为了提高生产力,4~8型腔的模具通常用于生产FFC/FPC连接器。

图3 在2013年K展上,ENGEL e-motion 30 TL注塑机现场演示了60针板对板连接器的生产

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