注塑機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用介紹

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2015-01-15 15:34:10點擊率：

　　節(jié)能是注塑機(jī)科技進(jìn)步的重要特征。本文從注塑機(jī)的節(jié)能注射成形技術(shù)、節(jié)能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、節(jié)能動力驅(qū)動系統(tǒng)等三個方面，進(jìn)行了較為詳情的分析研究，指出只有創(chuàng)新節(jié)能的注射成形技術(shù)、節(jié)能的動力驅(qū)動系統(tǒng)和節(jié)能執(zhí)行機(jī)構(gòu)，才能達(dá)到完滿的節(jié)能性能。分析了推廣節(jié)能技術(shù)中值的注意的幾個問題，指出必須把節(jié)能技術(shù)作為提高注射成形的技術(shù)之一來創(chuàng)新開拓，才能使節(jié)能技術(shù)不斷地深入發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：注塑機(jī) 節(jié)能技術(shù) 分析研究

　　注塑機(jī)的節(jié)能技術(shù)是注塑機(jī)科技進(jìn)步發(fā)展過程中的開發(fā)的一項新技術(shù)，隨注塑機(jī)的不斷發(fā)展而進(jìn)步，同時又推動了注塑機(jī)的科技進(jìn)步。注塑機(jī)必定具有的節(jié)能技術(shù)，的節(jié)能技術(shù)是的注射成形不可缺少的技術(shù)。對節(jié)能技術(shù)的分析研究，有助于注塑機(jī)的科技進(jìn)步及注塑機(jī)的開發(fā)。近年來，隨著注塑機(jī)的發(fā)展，節(jié)能技術(shù)有了很大的進(jìn)展，主要在中、小型注塑機(jī)上進(jìn)行節(jié)能技術(shù)開發(fā)，在動力驅(qū)動系統(tǒng)上作開發(fā)，缺少對節(jié)能注射成形原理及節(jié)能執(zhí)行機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新開發(fā)。從根本上實現(xiàn)注塑機(jī)的節(jié)能注射成形，只有創(chuàng)新的節(jié)能的注射成形技術(shù)、節(jié)能的動力系統(tǒng)和節(jié)能執(zhí)行機(jī)構(gòu)，三者合為一體，才能達(dá)到完滿的節(jié)能性能。高性能的節(jié)能注射成形注射的塑料制品。高能耗的設(shè)備使制品高成本，難以實現(xiàn)高附加值塑料制品的注射成形，難以提高性價比。高能耗的設(shè)備只能在低端水平上徘徊，沒有生存的活力。本文對注塑機(jī)的節(jié)能技術(shù)作了較為詳細(xì)的分析研究，提出了注塑機(jī)節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用中的幾個值得注意的問題及發(fā)展方向，供有關(guān)人士作參考。

　　1 注塑機(jī)節(jié)能特性分析

　　注塑機(jī)能耗的本質(zhì)，就是動力系統(tǒng)輸出的能量及能量的利用率，加工一個同樣的制品，耗用的能量少即節(jié)能。注塑機(jī)的成形能耗性能主要反映在制品成形所需的注射能耗、塑化能耗及鎖模能耗上，一臺注塑機(jī)能夠在低注射塑化及低鎖模能耗成形出制品，顯然這臺注塑機(jī)節(jié)能。注塑機(jī)的能耗性能具體主要反映在動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及能量轉(zhuǎn)換效率上，以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式上。注塑機(jī)的節(jié)能技術(shù)，實際上主要包涵三個方面：一是節(jié)能注射成形技術(shù)，二是節(jié)能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，三是節(jié)能的動力驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)、電氣控制及動力驅(qū)動系統(tǒng)是為注射成形技術(shù)服務(wù)的，節(jié)能技術(shù)圍繞著注射成形展開，隨著注射成形技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，同時又促進(jìn)注射成形的科技進(jìn)步。

　　2 創(chuàng)新節(jié)能注射成形技術(shù)帶動節(jié)能注塑機(jī)的創(chuàng)新開發(fā)

　　創(chuàng)新節(jié)能注射成形技術(shù)，開發(fā)節(jié)能注塑機(jī)，在專用注塑機(jī)的開發(fā)上首先得到應(yīng)用，取得了良好的節(jié)能效果。

　　2.2 低壓高速注射成形節(jié)能技術(shù)帶動超大型專用節(jié)能注塑機(jī)的創(chuàng)新

　　創(chuàng)新大型塑料制品的節(jié)能成形原理，開發(fā)節(jié)能超大型專用注塑機(jī)。超大型注塑機(jī)主要用于特定大型塑料制品的注射成形，降低能耗是降低制品成本的主要措施。降低能耗的有效的措施是降低整機(jī)的裝載功率，而不像中、小型注塑機(jī)那樣，從提高驅(qū)動系統(tǒng)的效率方面進(jìn)行。降低整機(jī)的裝載功率，必須降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所需功率。要降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所需功率，必須創(chuàng)新加工制品的注射成形工藝。超大型注塑機(jī)節(jié)能明顯的特征是，能夠?qū)崿F(xiàn)低壓高速注射/低鎖模力成形出制品。具備低壓高速注射/低鎖模力成形的超大型注塑機(jī)，整機(jī)的重量、裝載功率、制造成本、性價比等具有明顯的競爭能力。以成形托盤為例，常規(guī)的托盤注射成形是在大型的通用注塑機(jī)上加工，大型托盤在2500噸以上大型注塑機(jī)上加工，對托盤生產(chǎn)廠家來說，不但投資的成本大，而且因加工的能耗大導(dǎo)致制品的成本高，缺乏市場競爭能力，有的單位購了50000g的加工托盤的通用注塑機(jī)，因動力及能耗太大而束之高閣。針對托盤制品的性能要求及結(jié)構(gòu)特征，一些單位從創(chuàng)新托盤的注射成形工藝角度出發(fā)，降低托盤的注射成形能耗，并根據(jù)注射成形的工藝要求，開發(fā)創(chuàng)新的節(jié)能系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)的超大型托盤注塑機(jī)。

　　寧波海航塑料機(jī)械制造有限公司根據(jù)低壓高速的節(jié)能注塑成型原理，研發(fā)的40000g節(jié)能超大型注塑機(jī)，液壓動力系統(tǒng)裝載功率僅為37kW，是同規(guī)格普通臥式注塑機(jī)的1/7～1/6，整機(jī)裝載功率僅為196kW，能加工廢舊塑料的1500mmX1200mm的托盤。運用熱流道注射原理，研發(fā)出模外多點熱流道注射，多達(dá)34點，從而達(dá)到低壓注射，大大降低了注射壓力和鎖模力，降低了制品的內(nèi)應(yīng)力。塑化機(jī)構(gòu)，運用擠出連續(xù)塑化和中空機(jī)存儲缸的原理和特點，有機(jī)的與注射塑化結(jié)合起來，減小了塑化螺桿的直徑，40000g塑化螺桿的直徑僅為110mm，相當(dāng)于普通注塑機(jī)4000g的塑化螺桿，大幅度降低了塑化的驅(qū)動力，塑化電動機(jī)僅為45kW。加工一個1200mmX100mm托盤，注射壓力80MPa，成型周期僅4.5分鐘，能耗為普通臥式注塑機(jī)的50%，從根本上解決了超大型機(jī)的注射成型節(jié)能問題。

　　德國REMANPLAN公司應(yīng)用注射-壓縮的節(jié)能注射成形原理，降低成形制品所需的合模力，開發(fā)托盤注射成形設(shè)備，達(dá)到節(jié)能的效果。生產(chǎn)加工回料的塑料托盤超大型的注塑機(jī)及回料的塑料托盤，合模力為1000噸，利用畜能器實現(xiàn)高速注射，特殊的擠出-塑化裝置能在塑化過程中混合填充玻璃纖維，提高回料塑料托盤的強(qiáng)度與剛度。達(dá)到了提高加工性能，又降低了能耗。

　　2.2 微發(fā)泡節(jié)能注射成形技術(shù)

　　微發(fā)泡注塑技術(shù)，對于相同類型的制品，可以大大降低成形所需的合模力，較低的合模力可成形較大的制品，低的合模力使模具成本更低，低的合模力降低了成形能耗。同時注塑制品的下腳料比例降低。與常規(guī)的模塑制品相比，微發(fā)泡模塑制品的平均成本可降低16%～20%。微發(fā)泡注塑循環(huán)周期可減少50%，從而降低了加工成本。微孔發(fā)泡技術(shù)的實質(zhì)是利用惰性氣體(CO2、N2)，在高壓和玻璃化溫度以下將惰性氣體充入飽和聚合物，然后再利用升高溫度、減小壓力等措施，產(chǎn)生均勻分布的泡孔以形成泡核。隨著泡核增長，成型出密度減少20%～40%的微孔制品，沖擊強(qiáng)度高出6～7倍以上，比剛性3～5倍，疲勞壽命5倍以上;并具有高的熱穩(wěn)定性，低的介電常數(shù)和導(dǎo)熱率。微發(fā)泡制品由于微孔的存在，在減小密度的情況下，不僅不會降低材料強(qiáng)度，反而會使原有裂紋尖峰鈍化，阻止應(yīng)力沿裂紋繼續(xù)擴(kuò)張，吸收沖擊能量可增加5～7倍，從而提高了沖擊強(qiáng)度、韌性、耐疲勞壽命、隔熱、隔音、吸震等能力，是節(jié)能、環(huán)保優(yōu)選材料。在汽車、飛機(jī)、運輸?shù)阮I(lǐng)域有特殊的用途，例如，用于注塑成型生產(chǎn)的進(jìn)氣歧管、保險盒、發(fā)動機(jī)罩、電器模塊、薄壁制件、內(nèi)部裝飾。2000年，Trexel公司在芝加哥的國際塑料博覽會上推出其微發(fā)泡注塑成型機(jī)的商業(yè)產(chǎn)品。微發(fā)泡注塑成型制品的主要特點是在基本保持制品原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上減輕重量。同時，由于制品內(nèi)部幾乎沒有任何殘余應(yīng)力，因此制品的翹曲和變形可以得到很好的抑制。而且，由于能有效地防止收縮痕，因此對制品壁厚均勻度的要求大大降低，從而為制品設(shè)計提供了更大的空間。從理論上說，幾乎目前所有的非結(jié)構(gòu)性塑料制品和一部分結(jié)構(gòu)性塑料制品都可以采用微發(fā)泡注塑成型工藝制備。是一項很有發(fā)展前途的的節(jié)能注射成形技術(shù)。

　　2.3 群腔熱流道節(jié)能注射成形

　　熱流道對低壓節(jié)能注射成形非常重要，達(dá)到大幅度降低注射成形能耗。注射成形大型制品，應(yīng)用群腔熱流道，降低了成形的流長比，降低了注射壓力，使注射成形制品所需的合模力及注射壓力大幅度降低，降低了制品成形的能耗。低壓注射成形，必定應(yīng)用熱流道技術(shù)。應(yīng)用熱流道技術(shù)，使較小合模力的注塑機(jī)可成形投影面積更大的制品。荷蘭的AVK塑料公司是一家生產(chǎn)塑料托盤的公司，應(yīng)用9點群腔熱流道技術(shù)實現(xiàn)低壓注射力及低合模力的注射成形，應(yīng)用螺桿塑化擠出與柱塞注射的復(fù)合機(jī)構(gòu)達(dá)到32000g的塑化注射量，加工一個1000mmX1200mm規(guī)格的托盤，所需鎖模力僅為800噸，熔體注入22℃模具內(nèi)的注射壓力大為40MPa，注射總時間約為18秒，大幅度降低了制品成本?，F(xiàn)在AVK公司每年為Q-Pall公司生產(chǎn)7-8萬只托盤。如采用普通的成形工藝，加工一個1000mmX1200mm規(guī)格的托盤，所需鎖模力不小于2500噸，注射壓力不小于150MPa。前者的能耗為32000噸·MPa，后者的能耗為375000噸·MPa，這充分表明了熱流道技術(shù)實現(xiàn)低壓注射具有顯著的節(jié)能效果。同時，對注塑機(jī)也提出了不同于普通注塑機(jī)的要求，特別是成形這樣一個大制品不需要非常高的合模力，大幅度降低了添置設(shè)備的制品成本。

　　2.4 振動成型節(jié)能技術(shù)

　　近年來，把振動技術(shù)引入注塑和擠出成型在國外已有不少例子，國內(nèi) 的例子是電磁動態(tài)擠出機(jī)，其本質(zhì)是高聚物振動機(jī)理在擠出成型中的運用，螺桿的振動源就是電磁振動。振動成型技術(shù)的實質(zhì)是利用聚合物吸收振動能量，具有提高加工性能和制品質(zhì)量、縮短成型周期、節(jié)能和節(jié)約原料消耗等效果，帶有振動功能的塑化裝置及設(shè)備有利于提高聚合物的塑化質(zhì)量和熔體平均流動速率，降低能耗，提高產(chǎn)量。聚合物性質(zhì)在振動場的作用下所產(chǎn)生的效應(yīng)，主要是流變的非線型性、壁滑移效應(yīng)、振動觸變效應(yīng)和振動分解效應(yīng)。

　　2.5 介質(zhì)輔助節(jié)能技術(shù)

　　介質(zhì)輔助技術(shù)目前多用在注塑成型中，其技術(shù)實質(zhì)是將介質(zhì)(氮氣或水)快速注入帶有缺料注射高聚物熔體的模腔中，利

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