注塑生產(chǎn)行業(yè)作為輕工業(yè)類支柱產(chǎn)業(yè)之一,，已經(jīng)滲透到生活的方方面面。而注塑機(jī)作為注塑生產(chǎn)的主要設(shè)備,，其高,、中,、低檔次并存，種類繁多,，應(yīng)用類型層出不窮,，即便是很多專業(yè)從事注塑加工行業(yè)的人士也感到眼花繚亂，很難選準(zhǔn)適合自己需要的注塑機(jī),。很多注塑機(jī)生產(chǎn)廠家的工程技術(shù)人員也會(huì)編寫一些關(guān)于怎么選擇注塑機(jī)的參考資料,，供設(shè)備使用廠家選擇時(shí)應(yīng)用。但這些資料所涉及到的注塑機(jī)選擇方法一般都過(guò)于片面,，偏重于介紹模具安裝,、注塑量及鎖模力校核等，相當(dāng)于手機(jī)廠家編寫的說(shuō)明書一樣,，告訴你這手機(jī)有打電話,、發(fā)信息、上網(wǎng)和聽(tīng)音樂(lè)等功能,，但沒(méi)有告訴你這個(gè)手機(jī)和其他手機(jī)比起來(lái),，為什么上網(wǎng)速度沒(méi)有其他手機(jī)快，音質(zhì)更好或者更差的原因在哪里,，等等,。注塑機(jī)也一樣，有的注塑機(jī)射出位置可以精確到0.02毫米,，有的注塑機(jī)在2毫米范圍內(nèi)波動(dòng),，而造成這種差異的原因，注塑機(jī)廠家的技術(shù)人員是不會(huì)編寫出來(lái)的,。
基本上我們過(guò)去所見(jiàn)到的關(guān)于注塑機(jī)選擇方面的介紹,，都是要求注塑機(jī)“注塑量足夠,，模具放得下，鎖得緊,，射得飽”,，其實(shí)注塑機(jī)使用廠家的車間技術(shù)員都清楚這些規(guī)則，但有時(shí)候技術(shù)員們就是不明白為什么這個(gè)機(jī)器比旁邊另外一臺(tái)機(jī)器好用,，這臺(tái)機(jī)器的工藝參數(shù)為何到另外一臺(tái)同樣型號(hào)機(jī)器上就完全不能使用了,。有時(shí)候，同樣能“放得下,，鎖得緊,，射得飽”的注塑機(jī)，這一臺(tái)能做某個(gè)產(chǎn)品,，而換另外一臺(tái)就廢品一堆或者缺陷大到無(wú)法調(diào)節(jié),。本文就針對(duì)該類問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，就不同選擇對(duì)注塑產(chǎn)品質(zhì)量和注塑機(jī)使用時(shí)穩(wěn)定性的影響和驗(yàn)證方法作一介紹,，供注塑業(yè)從業(yè)人員選擇注塑機(jī)時(shí)參考,。
注塑機(jī)動(dòng)力方式選擇
2002年以前生產(chǎn)的注塑機(jī)基本上都是傳統(tǒng)定量泵注塑機(jī)，該類型注塑機(jī)是用交流發(fā)電機(jī)帶動(dòng)定量泵提供給注塑機(jī)動(dòng)力,，注塑機(jī)在動(dòng)作時(shí)泵轉(zhuǎn)動(dòng)液壓油推動(dòng)閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開(kāi),、鎖模具,，熔膠，射出,，射臺(tái)前,、后移動(dòng)，頂針前,、后,，拉射臺(tái)抽膠等動(dòng)作。當(dāng)注塑機(jī)沒(méi)有動(dòng)作或者需要壓力流量較小時(shí),，系統(tǒng)通過(guò)溢流閥將多余的液壓油回流到油箱,，也就是說(shuō)，馬達(dá)和油泵是全負(fù)荷工作的,，設(shè)備所需要能量由溢流閥控制分配,，這就導(dǎo)致注塑生產(chǎn)過(guò)程中，大部分的能量被白白“流”走了,。
從2004年開(kāi)始,，變量泵注塑機(jī)開(kāi)始登上注塑機(jī)市場(chǎng)舞臺(tái)。變量泵注塑機(jī)多采用比例變量泵(螺桿泵,、柱塞泵,、齒輪泵)作驅(qū)動(dòng)元件,，屬于典型的容積式調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)由負(fù)載敏感型比例變量泵,、比例溢流閥,、比例調(diào)速閥、壓力反饋閥,、流量反饋閥等部分組成,，相比傳動(dòng)定量泵注塑機(jī)有較明顯的節(jié)能效果。
2008年以后,，伺服節(jié)能注塑機(jī)開(kāi)始在注塑機(jī)制造業(yè)得到普遍應(yīng)用,，該系統(tǒng)由直流電機(jī)、控制器,、反饋系統(tǒng),、油泵等組成，真正做到了“需要多少能量系統(tǒng)就供應(yīng)多少能量”,，伺服電機(jī)能做到伺服閉環(huán)控制,，比傳統(tǒng)定量泵注塑機(jī)及變量泵注塑機(jī)能耗小很多。
一般來(lái)說(shuō),，伺服節(jié)能注塑機(jī)比變量泵注塑機(jī)節(jié)能10-30%,，比傳統(tǒng)定量泵注塑機(jī)節(jié)能30-70%。
近幾年開(kāi)發(fā)的全電動(dòng)注塑機(jī),，將注塑機(jī)各個(gè)動(dòng)作拆分開(kāi),，每個(gè)往復(fù)動(dòng)作用一個(gè)伺服電機(jī)控制，可以達(dá)成更低功率消耗,。
圖 幾種動(dòng)力不同注塑機(jī)的能耗比較
所以,，一般來(lái)講，注塑機(jī)廠家生產(chǎn)的注塑機(jī),，從能耗上考慮可以選擇定量泵注塑機(jī),、變量泵注塑機(jī)、伺服節(jié)能注塑機(jī)及全電動(dòng)注塑機(jī),。目前,，國(guó)內(nèi)注塑機(jī)動(dòng)力配置大同小異，選擇同樣系統(tǒng)的各注塑機(jī)廠基本沒(méi)大差別,，差別最大的原因大多集中在使用動(dòng)力大小的問(wèn)題上,，動(dòng)力更大可以提供更高參數(shù)選擇范圍及鎖模力控制，但這樣的注塑機(jī)配置更可能導(dǎo)致漏油和機(jī)械故障,，需要更多層油管及機(jī)械剛性配合,，注塑機(jī)成本也會(huì)部分上升。
注塑機(jī)射膠壓力選擇
注塑機(jī)注射壓力Pi=P*A*s/Ao
P =系統(tǒng)工作壓力(MPa)
A =注射活塞有效截面積(cm2)
s=注射油缸數(shù)量(一般為2個(gè))
Ao=螺桿或料筒柱塞的截面積(cm2)
從上面的公式可以看出,，產(chǎn)品需要的注塑壓力越高,，如一些工程料等,，最優(yōu)方法是提高系統(tǒng)壓力，或是增大油缸面積和增加射膠油缸數(shù)量(這個(gè)很少),，還有就是把螺桿直徑變小,。
因此注塑機(jī)廠家給我們選擇注塑機(jī)螺桿時(shí)，大直徑螺桿射膠壓力都比較低,，適合通用塑料加工;螺桿直徑越小,，注塑壓力越大，越適合加工工程塑料;當(dāng)我們要用更大射膠壓力時(shí),，射膠油缸直徑就要更大才能滿足要求;單缸射膠壓力是不如雙缸射膠壓力大的,。
通常，因?yàn)樽⑺軝C(jī)空間限制,，射膠活塞桿直徑不能無(wú)限制地加大,，螺桿直徑也不能無(wú)限制減小，更多射膠油缸在射膠平衡性上無(wú)法保證故一般只能選擇2個(gè)射膠油缸,，因此普通標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)射膠壓力達(dá)到250MPa已經(jīng)非常大了,。如果加工產(chǎn)品及材料需要更高注塑壓力，更多的時(shí)候是通過(guò)增加系統(tǒng)壓力來(lái)實(shí)現(xiàn),，以前定量泵注塑機(jī)使用140MPa油泵,，現(xiàn)在注塑機(jī)一般使用175MPa油泵，國(guó)外注塑機(jī)更多采用的是220MPa系統(tǒng)壓力的油泵,。全電動(dòng)注塑機(jī)的伺服電機(jī)可以提供450MPa以上射膠壓力,，在精密成型方面有天然優(yōu)勢(shì)。
在選擇注塑機(jī)時(shí),，工程材料和精密零件盡可能選擇注塑壓力高的注塑機(jī)。
射出速率和注塑速度選擇
注塑機(jī)注塑速度就是每秒鐘螺桿向前移動(dòng)的距離,，單位是cm/sec：S=Q/A
即：射出速度=油泵吐出量÷射出油缸有效面積
S：射出速度 cm/sec
A：射出油缸有效面積 cm2
Q：油泵吐出量cc/rev(毫升/轉(zhuǎn))
我們通常說(shuō)的300射速,、500射速、1000射速注塑機(jī),，一般就是指這個(gè)速度,。由公式我們可以看到，當(dāng)油缸直徑小的時(shí)候,，射出速度更大,，當(dāng)油泵排量大的時(shí)候，射出速度大,。
我們?cè)谑裁串a(chǎn)品上對(duì)注塑速度有更迫切的要求呢?在產(chǎn)品壁厚更薄的時(shí)候,，我們就要求注塑速度更高，以盡快充滿模具,。要想提高射膠速度,，一方面是加大油泵排量,，另一方面是減小油缸直徑。很多客戶在選擇注塑機(jī)時(shí)候,，要求注塑機(jī)生產(chǎn)廠家加大油泵排量一級(jí)或者兩級(jí),，一般就是為此考慮。而加大油缸直徑有一個(gè)很明顯的副作用,，注塑壓力會(huì)因加大油缸直徑而降低,，當(dāng)我們生產(chǎn)薄壁產(chǎn)品時(shí)，為了克服料流動(dòng)阻力需要更高注塑壓力,，但為了提高注塑速度去降低注塑壓力的方法,，大多數(shù)是不可取的，非通用塑料不建議采用該方法,。
射出速率是指每秒注塑機(jī)對(duì)空注射時(shí)射出的塑膠容量,，單位是 cm3/sec：
V=S*A
V：射出速率 cm3/sec
S：射出速度 cm/sec
A：螺桿或料筒截面積 cm2
射出速率是一個(gè)單位體積表述方式，意思每秒能射多少膠料出來(lái),，這個(gè)數(shù)值越大,，表示越能注塑更多料到模具內(nèi)。在一些厚壁重量大產(chǎn)品中,，這個(gè)參數(shù)是很有意義的,，對(duì)于一般產(chǎn)品和薄壁產(chǎn)品，注塑速度更能表征注塑機(jī)性能,。
注塑機(jī)機(jī)械及潤(rùn)滑系統(tǒng)
注塑機(jī)系統(tǒng)一般由機(jī)架,、三大板、哥林柱,、射出系統(tǒng),、頂出系統(tǒng)、調(diào)模系統(tǒng)等組成,，國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)機(jī)架一般是鋼材焊接而成,，三大板是鑄鐵件，哥林柱,、調(diào)模齒輪,、頂出機(jī)構(gòu)等基本都是從專業(yè)廠家處購(gòu)買組裝。質(zhì)量有保證的注塑機(jī)廠家,，其供應(yīng)商很多都是由相同幾個(gè)廠家供給,，質(zhì)量上差異性不大。由自己設(shè)計(jì)制造或者外協(xié)制造的部分主要在機(jī)架,、三大板和油路板等幾個(gè)大件上,，這是由注塑機(jī)廠家直接控制其質(zhì)量和成本的部分。
對(duì)幾臺(tái)相近型號(hào)、不同廠家的注塑機(jī)作對(duì)比,，我們就可以知道哪個(gè)廠家的注塑機(jī)生產(chǎn)成本較高,。注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)及機(jī)架射臺(tái)占了機(jī)器總重量的90%，當(dāng)一個(gè)注塑機(jī)廠家機(jī)器重量比另外一個(gè)注塑機(jī)廠家類似型號(hào)的重量更重的時(shí)候,，這個(gè)廠家花的錢自然比另外一個(gè)廠家高,。注塑機(jī)作為一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品，更重的設(shè)備意味著更穩(wěn)固的根基,，更可靠的工作壽命,，這和工藝品有質(zhì)的區(qū)別。所以,，我們?cè)谫?gòu)買注塑機(jī)時(shí),，千萬(wàn)別忽視注塑機(jī)本身重量這一指標(biāo)。
注塑機(jī)耐用性除了參考注塑機(jī)本身的穩(wěn)固性之外,，還有一個(gè)重要的考量,，那就是注塑機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的好壞。嚴(yán)格來(lái)講,，注塑機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)需要包含手動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)潤(rùn)滑兩部分,。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖⑺軝C(jī)廠家用黃銅管連接潤(rùn)滑油路，也有一些廠家為降低成本用塑料細(xì)管連接,，一般建議盡可能選擇黃銅管連接方式,，或者在易損部位或重要部位選擇黃銅管連接，不易損傷部位或沒(méi)那么重要部位才用塑料管連接,。潤(rùn)滑油選擇專用潤(rùn)滑油,，禁止使用機(jī)器液壓油代替，并且回收利用的潤(rùn)滑油要經(jīng)過(guò)專門的過(guò)濾處理之后才能再次使用,，不能在進(jìn)行簡(jiǎn)易機(jī)邊過(guò)濾后就投入使用,，以防止雜質(zhì)堵塞機(jī)器潤(rùn)滑部位。在潤(rùn)滑關(guān)鍵的哥林柱等部位時(shí),，要上下左右四點(diǎn)潤(rùn)滑到位,，不能隨意接入活動(dòng)部位就算有潤(rùn)滑了(部分機(jī)器上已經(jīng)有這樣的設(shè)計(jì)，是非常錯(cuò)誤的),，還有一些注塑機(jī)廠家取消手動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng),，這在嚴(yán)格意義上是不可取的,。傳統(tǒng)用人手打黃油的方式潤(rùn)滑,，現(xiàn)在注塑機(jī)已經(jīng)很少用，主要原因在于工作污染,、工作量以及人操作不到位引起的失誤等難以避免,。
注塑機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)
注塑機(jī)控制系統(tǒng)一般由電腦、電器元件,、液壓元件,、伺服控制器,、閉環(huán)控制系統(tǒng)等組成。由于成本原因,，國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)標(biāo)配是沒(méi)有閉環(huán)控制系統(tǒng)的,，除非有特別要求，否則全部屬于開(kāi)環(huán)控制,，所謂的伺服電機(jī)閉環(huán)控制也只是電機(jī)轉(zhuǎn)速伺服控制,，并非注塑機(jī)壓力、流量閉環(huán)控制,。
目前國(guó)內(nèi)注塑機(jī)電腦包括進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品,，如果是做一般產(chǎn)品，大家表現(xiàn)差不多,，電腦基本也很少會(huì)壞,。但對(duì)于高速薄壁及高精度要求的產(chǎn)品，因電腦響應(yīng)時(shí)間上的差異,，電腦區(qū)別就出來(lái)了,。注塑機(jī)廠家根據(jù)客戶產(chǎn)品專門設(shè)計(jì)的注塑機(jī)，其電腦基本還是符合其注塑機(jī)表現(xiàn)的要求的,。
相對(duì)于注塑機(jī)電腦而言,，伺服控制器方面問(wèn)題要多一些，但伺服控制方面國(guó)內(nèi)供應(yīng)商不多,，所以對(duì)于這方面的故障率,，各種品牌表現(xiàn)差距不大。液壓控制元件國(guó)外已經(jīng)非常成熟,，并且制造商只有那么幾家,，故障率微乎其微，倒是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家在這方面表現(xiàn)一般,，問(wèn)題比較多,。只是注塑機(jī)上國(guó)產(chǎn)液壓配件用得很少，大部分注塑機(jī)都基本不用,。
注塑機(jī)穩(wěn)定性驗(yàn)證方式
如何讓技術(shù)人員辨別一臺(tái)注塑機(jī)的好壞?這里有個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證注塑機(jī)重復(fù)精度的方式,。
在設(shè)置注塑參數(shù)時(shí)，將注塑保壓壓力,、速度,、時(shí)間全部設(shè)置為0，注塑產(chǎn)品時(shí)按照正常參數(shù)設(shè)置先射澆口,，然后加速到第一段,，再充填到產(chǎn)品滿膠的90-95%，保證產(chǎn)品缺一個(gè)角狀態(tài)，用位置射膠方式射膠,，在注塑過(guò)程中保證每一次射膠時(shí)間完全一致(不一致表示調(diào)的參數(shù)有問(wèn)題,，不能保證參數(shù)完全按照自己調(diào)整的執(zhí)行)，保證模溫?zé)o變化,，重復(fù)制造N件產(chǎn)品,，將N件試制件稱重，將產(chǎn)品重量變化圖繪制出來(lái),，就可以看到產(chǎn)品重量變化線路圖,，當(dāng)產(chǎn)品與N件產(chǎn)品平均重量偏差超過(guò)0.3%，則機(jī)器穩(wěn)定性較差,，超過(guò)0.5%,，建議機(jī)器大修。
吹瓶機(jī)丨塑料吹瓶機(jī)丨PET吹瓶機(jī)
