液态硅胶注塑成型的巧实力

作者:本刊编译(原文来自WITTMANN BATTENFELD) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-03-04
威猛巴顿菲尔最新版本的液态硅胶注塑成型技术,不仅包括机械设计的更新,而且还按照工业4.0的标准,在注塑机与辅助设备之间整合了通信接口。

在FAKUMA 2018展会中,威猛巴顿菲尔最新版本的液态硅胶注塑成型技术,在Momentive Performance Materials公司展位首次亮相。重要的是,这是一个高度紧凑的生产单元,它组合了一台来自SmartPower系列的伺服液压注塑机。其最重要的创新是改进的螺杆技术以及通过OPC-UA通信,将LSR计量泵集成到了机器的控制系统中。

多年来,液态硅胶的注塑成型一直是威猛巴顿菲尔机器系列和技术不可分割的一部分,许多著名的加工商都成功地运用该公司的机器。“市场需求是LIM工艺技术得到持续发展的驱动力。”威猛巴顿菲尔应用技术经理Wolfgang Roth说道,“在FAKUMA 2018展出的最新版本,不仅包括机械设计的更新,而且还按照工业4.0的标准,在注塑机与辅助设备之间整合了通信接口。一个实例是,现在通过一个OPC-UA接口,就可以将市场上常见的每一种用于液态硅胶的计量和输送系统连接到注塑机的控制系统中,成为现有的设施。”

在FAKUMA 2018展会中,在Momentive Performance Materials的展台展示的基于一台SmartPower 90注塑机的生产单元,生产了一种255 cm²、两侧带有蜂窝结构的“锅垫”(如图1所示),该产品由Silopren公司制造。在模拟阶段,部件形状分布均匀,SIGMA Engineering GmbH借助于其虚拟成型软件,对型腔填充的锁模力进行了优化。模具制造商EMDE MoldTech GmbH基于该仿真,设计了实际生产用的模具。通过ACH Solution GmbH提供的一台MaxiMix 2G计量泵,实现了两组分液态硅胶材料的喂送。

液态硅胶注塑成型技术图1 在FAKUMA 2018展会中威猛巴顿菲尔展示了其最新一代的液态硅胶注塑成型技术

复杂LSR应用的虚拟设计

该锅垫是一种复杂的部件,其注塑量为83 g,流动路径长135mm,大部分区域的最大壁厚为1mm,因此,甚至需要在没有过早开始固化的情况下填充型腔,这是影响部件质量的决定性因素。这就是为什么首先需要通过虚拟DoE(试验设计)系统计算出冷流道喷嘴的数量和最佳位置。用SIGMASOFT®虚拟成型软件检查填充情况和几何方案,就可能确定静态温度条件下正确的注射概念。除几何形状外,对此概念的计算也是基于用于型腔和冷流道的钢号,而且考虑了加热料筒的定位和输出。

通过几个细节的改善来提高效率

在最新版本中,作为注塑机内LIM工艺技术核心的塑化单元,在很多细节上得到了改善。比如,对螺杆耦合前部轴端的轴密封设计进行了优化,减少了液态硅胶向螺杆驱动装置泄漏的风险(如图2所示)。另一个创新是对止回阀的精心布置,将较大的流动截面与更快更精密的闭合机构组合在一起。与前一版本相比,这显著提高了注射量的精度(如图3所示)。料筒的多区液体温度控制系统和气动针阀式喷嘴保持不变。

螺杆轴图2 带有双密封系统的LIM螺杆轴

最新版本图3 最新版本的止回阀拥有扩大的流动截面以及一个更快更精密的闭合机构

紧凑的模具/机械喷嘴组合

该展品的另一大特点是,组合了机器喷嘴与冷流道注射系统和模具的相当紧凑的装配。比如,将Emde Moldtech公司提供的冷流道直接固定到机器的喷嘴上,然后引导穿过机器模板。这种类型的设计不仅提供了紧凑的模具尺寸,而且最大程度地减少了不可避免的“冷的”浇口系统与“热的”模具之间的接触。

协调集成的组成部分令占地面积最小

威猛集团完整的注塑成型装备系列,包括材料处理、温度控制、机械手技术以及注塑机等,为集中系统组成部分以创建节省空间的生产单元提供了专业基础。在FAKUMA展会中演示的系统就是这样的一个例子,在此,计量设备、着色剂喂料系统以及成品部件的取出和存放装置等,都被整合在一个最小的空间里(如图4所示)。

混合装置图4 SmartPower 90-350注塑成型单元集成了一个两组分的计量混合装置、必要的温度控制器和成品部件的移取放置设备,所有这些都被整合在一个最小的空间中

操作高度柔性部件的能力被包含在产品系列中

威猛的“机械手与操作技术”业务部门覆盖了塑料成型件操作技术的整个范围。该领域的一个重要问题是,对不能顶出的柔性部件,需要采用专业化的操作方式,要么必须利用压缩空气将部件从型腔中推出,要么由机械手利用夹持装置将其从型腔中拉出。对特定的成型部件采用正确的脱模方法,可作为一个额外的选择涵盖在LIM装备组合中(如图5所示)。

威猛自动化技术部门图5 威猛自动化技术部门在为高弹性部件设计操作装备方面拥有全面的专家知识

范围覆盖微型到中型尺寸

用于液态硅胶注塑成型的机械设备组合具有很宽泛的使用范围,从注射量1.2~ 4 cm3的微型部件,到中等尺寸的成型件。用于LSR微型部件的注射单元如图6所示,该LSR注射单元专为最小部件重量而设计,重量低于1mg的部件可以被高精密地生产出来。

LIM设备组合
图6 MicroPower注塑机可以构成微观尺寸的LIM设备组合

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