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注塑生产工艺过程中的核心装置
  深圳注塑模具对包装材料性能的要求越来越高。今天好的包装材料应该具备很多功能,如良好的可书写性,防意外开启和准确的份量分配。
  由于包装材料的加工和销售全球化,促使包装材料的产量急速增长。其结果是多层空腔模具得到了广泛的使用。
  深圳注塑模具材料,特别是在食品工业领域,由于其重量轻和耐用性好的特点,为提高我们今天的生活水平作出了很大的贡献。另外,要把大工业化生产出来的产品配送到世界各地,如果没有包装材料的话,那也是难以想象的。所以从整体上看,在过去的几年里整个塑料包装市场,主要是深拉包装塑料薄膜得到了快速增长。其中,注塑包装材料,如包装箱或杯子,正处于上升阶段,并逐渐取代热成型包装材料。
  在包装行业,注塑工艺越来越受到人们的青睐。其原因在于人们使用了多层模具。这是热流道技术上的一个进步。通过采用薄壁注塑工艺,能节省原材料的费用。其他特殊工艺例如压模标记法和多组分技术,也为减少工艺步骤、提高产量和提高效益起到了积极的作用。
  深圳注塑模具从这一点出发,可以推断出如下趋势:
  较高的材料费用和附加的排放费,促使人们使用轻型包装材料。
  这种发展不仅给生产带来影响,而且也波及产品本身。虽然生产率的提高和产品重量的减少一直是需要优先考虑的因素,但是也还是会出现其他一些问题,例如,消费者保护和文字标记等。
  针对使用舒适性和消费者保护方面的要求,可以通过一个相应的安全锁扣来实现。为了增加边缘部分的强度,可以添加紧固筋条。这个措施可以提高材料的综合性能,如果是热成型材料的话,就不可能达到这种效果。另外,透明度好的聚丙烯可以发挥光学特性,通过压模标记可以省去印刷环节。
  通过热流道技术提高多层模具的功能
  深圳注塑模具事实表明,人们对产品及其加工工艺的要求越来越高。特别是在模具、设备以及自动化领域,需要完成复杂的工作。为了达到尽可能减少塑料材料的消耗,必须使成型件的几何形状完全符合载荷的要求。使用模拟软件可以计算出产品的机械设计方案,预测产品成型状态。
  在模具生产上反映很突出的是对缩短作业循环时间和提高劳动生产率的要求。使用多层模具可以使产量提高80%~100%,这个步骤是合理的。由于热流道技术的进步,可以通过调节热流喷嘴来解决高中空度的问题。
  按照目前的技术水平,在多层模具上会有两个分型面。例如在芝加哥的NPE2000塑料展览会上,来自Naefels的Netstal-MaschinenAG公司在Synery6000注塑机上展示了一种在一个作业循环内能生产16个包装箱的88倍模具。作业循环时间5秒钟以内,其生产率对于此规格的机器来说,是非常值得一提的。完全可以想象,将来的模具可以分成更多层。
  同时作业可以缩短作业循环时间
  注塑机是生产过程中的核心装置,它对能否达到作业循环时间具有关键影响。重要的评判指标是能否达到高的塑化注射的效率、能否同时作业。如果能达到这些要求的话,就可以节省20%~50%的作业循环时间。这一点对于多层模具来说,是提高经济性的决定性因素。同时作业是指在塑化的时候,也可以进行所有其它工序,如成型件的输出、合模和高速注射等。另外,通过使用专门其它辅助装置,可以明显提高塑化效率。
  目前,注塑模具完全被融合到生产设备里,它在一定程度上发挥着对外围设备进行调控的作用。从热流道开始到取件,最后直到压模标记(IML)。对于机器生产厂家来说,这就意味着下一步的发展不能仅仅关注运行速度和时间上,而在于整个生产的环境上。所以厂家所面临着一系列挑战:(1)对生产清洁性的要求更高,所设计的设备必须符合清洁生产的需要;(2)工艺步骤必须完美地集合到生产流程里;(3)公差范围越来越小,要求整个生产过程的精度越来越高。
  工艺流程可以合成一体
  对现代化包装的要求使得生产步骤越来越集中化。压模标记(IML)和多组分注塑便是两个合适的工艺方案。采用IML工艺时,可以直接设置标签,因此后续的步骤就可以省略掉。此外,IML还有其他一些优点:(1)采用IML工艺能达到很高的打印质量;(2)调整或更换设备非常灵活,方便快捷。
  由于设备、模具和自动控制相互之间配合得非常好,所以打印标记并不影响作业的循环时间。
  例如,可以使用下列两种方法:
  (1)事先冲压好的标签逐个被放入到模腔里;(2)把印制好的薄膜直接放入,标签的冲压和放入与作业循环同步进行(Cut-in-Place法)。
  多组分注塑是目前需要关注的一个技术发展趋势。过去,人们可以用多个材料组分生产出成型的产品。为了充分挖掘设计方面的潜力,一段时间以来在包装领域,人们越来越多地使用多组分技术。例如,现在在各种密封元件上就用二、三种颜色进行修饰。预计在薄壁包装领域也会越来越多地使用多组分技术。从Netstal公司设计的一种2组分饮料杯上就可以完全看出,生产这类包装产品是具有很好的经济效益的。
  近年来我国塑料模具业发展相当快,目前,塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前,国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大,其中发展重点为工程塑料模具。专家预测,在未来的模具市场中,塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高,且发展速度将高于其他模具。
  市场空间巨大
  我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨;电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台;彩电的年产量已超过3000万台。到2010年,在建筑与建材行业方面,塑料门窗的普及率为30%,塑料管的普及率将达到50%,这些都会大大增加对模具的需求量。
  建筑、建材业塑料建材可大量代钢、代木、替代传统建材,将在今后得到越来越多的应用。预测2005年建筑用塑料制品占总产量16%,约400万吨,因此塑料建材模具需求量将增长较快。由于国家已明令禁止使用铸铁管道,代之以塑料管材,预计2010年全国新建住宅室内排水管80%及城市供水50%将采用塑料管。同时,国家正在大力发展塑料门窗,到2010年塑料门窗和塑料管的普及率将达到30%~50%,塑料排水管的市场占有率将超过50%。
  家电行业近期家电业所需模具量年增长率约为10%。一台电冰箱约需模具350副,价值约400万元;一台全自动洗衣机约需模具200副,价值3000万元;一台空调器仅塑料模具就有20副,价值150万元;单台彩电大约共需模具约140副,价值约700万元。则仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化,外壳设计成为重要的一环,对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为,大型、精密、设计合理(主要针对薄壁制品)的注塑模具将得到市场的欢迎。
  汽车、摩托车业汽车工业是中国国民经济五大支柱产业之一,增长速度惊人,因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具,价值上亿元;每一型号的摩托车将近千副模具,价值1000多万元。据估计汽车、摩托车行业每年需要100多亿元的模具,而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍,目前我国中高档轿车的覆盖件模几乎全部为进口产品。因此,发展自己的科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具是今后的重要工作。
  向高水平发展
  ———提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率。
  国外发达国家模具标准化程度为70%~80%,而我国只有30%左右。如能广泛应用模具标准件,将会缩短模具设计制造周期25%~40%,并可减少由于使用者自制模具标准件而造成的工时浪费。应用模具CAD/CAM技术设计模具已较为普遍,推广使用模具标准件,能够实现部分资源共享,这会大大减少模具设计的工作量和工作时间,对于发展CAD/CAM技术、提高模具的精密度有重要意义。以往的模具即使只损坏了一个部件,也将无法使用。由于不是标准件,市场上很难有相应产品,要到生产厂家去更换部件,费时费力。而如果采用标准件,则可以很方便的维修、更换,这将大大提高模具的使用寿命。
  现在,国内企业已认识到了模具标准化的重要性,目前有一定生产规模的模具标准件生产企业有100余家。主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等,其中塑料模架已可生产较大型产品,为发展大型精密模具打下了基础。
  ———推广应用CAD/CAM/CAE技术。
  现代模具设计制造不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成,这就要求信息技术的普及,广泛应用CAD/CAE/CAM技术,逐步走向集成化。
  CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件。基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题,CAD/CAM软件的智能化程度也将逐步提高。塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。与此同时,还要加强研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程的研究。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模具CAD/CAM的关键技术之一,研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。
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