液壓-電動混合型注射成型機
時間:2005-07-01
隨著塑料制品從民用向工業、農業、國防、交通等行業發展，市場對注塑設備及技術提出了更高的要求：高速、高效、節能和生產自動化。這種市場需求推動著傳統的注射成型設備和成型工藝不斷創新，液壓-電動混合型注射成型機正是在這一發展方向下開發出來的一種全新的產品。要探索液壓-電動混合型注射成型機，首先必須了解傳統液壓機械式注射成型機和新興的全電動注射成型機。
液壓注射成型機
一般來講，注射成型過程是由預塑化、合模、注射裝置前移、注射、保壓、注射裝置復位、制品冷卻開模、制品頂出等動作所組成的周期性過程。傳統的塑料注射成型機主要是由塑化注射系統、合模系統、液壓傳動系統和電氣控制系統等部分所組成，而其中液壓傳動系統是保證注射成型機能按預定的工藝過程要求（如壓力、速度、溫度、時間等）和成型周期中的動作程序準確有效地進行工作而設置的動力系統。
注射成型機的液壓系統主要由液壓泵、液壓馬達、液壓控制閥、液壓輔助元件等組成。
全電動注射成型機
全電動注射成型機以交流伺服電機代替傳統注射成型機中的液壓驅動油缸，配以滾珠（柱）絲桿、齒形帶及齒輪等來完成對機器執行機構的驅動。電動注射成型機與液壓驅動的注射成型機的最大區別是前者沒有任何液壓系統，因此絕無漏油問題，生產環境潔凈；另外，節約能源及加工工藝準確性較高也是電動注射成型機的優點。電動注射成型機以伺服電機代替普通注射成型機中的液壓油缸，實現原來由液壓系統完成的動作，因而不需要任何液壓動力裝置。
電動注射成型機與普通液壓式注射成型機相比，具有以下特點：
1. 注射精度和重復精度高。電動注射成型機由于采用伺服電機驅動執行機構，并由微機控制系統對各個工藝環節進行精確控制，使注射成型的精密度和重復精度大大提高。
2. 生產周期短。由于電動注射成型機分別由多個獨立的伺服電機來完成合模、注射、保壓、塑化和頂出等工序，與傳統注射成型機只用一個液壓系統來逐一完成上述動作相比，其注射成型周期大大縮短。高速液壓注射成型機的最快循環時間為5.8s，標準電動注射成型機的循環時間為4.8s。
3. 節省能源。普通液壓注射成型機在成型操作中無鎖模壓力和注射壓力需求時液壓油泵仍連續運轉，而電動注射成型機的驅動電機只在執行機構動作時才運轉，且可省掉液壓裝置的冷卻系統，因此可節省電能。
4. 占地面積小，操作噪音低。
為了達到較高的控制精度，電動注射成型機的驅動電機多采用伺服電機。有時為了降低機器成本，將一些對成型制品質量影響不大且控制精度要求不高的驅動部分用其他類型的電機代替，如將調模和注射座移動的驅動電機選為普通電機或變頻電機。
液壓-電動混合型注射成型機
雖然全電動注射成型機與傳統的液壓注射成型機相比有諸多優點，但也有其局限之處，例如造價昂貴，尤其是在大噸位合模力要求下的機器造價幾乎讓客戶無法承受、在高速高壓高精度條件下的能量傳遞不如液壓系統優越等。因此，許多精明的生產商采用優勢互補的策略開發出液壓-電動混合型注射成型機以便在充分利用傳統液壓注射成型機和全電動注射成型機各自優點的基礎上為用戶提供高性價比的新型注射成型機。
液壓-電動混合型注射成型機既具有全電動注射成型機的優點，又保留了液壓機械式注射成型機的性能。為了降低制造成本和保持較大噸位的合模力，混合型注射成型機通常采用液壓系統進行模具的開閉和提供鎖模力，而塑化和注射動作則由伺服電機來完成。這樣可在提供較大合模力的情況下實現較低的機器制造成本和較高的注射精度；而液壓系統由于只承擔合模和鎖模動作，因此在注射周期的其它階段可以卸荷以節省能源。
以下是不同廠家開發的幾種典型的液壓-電動混合型注射成型機。
Husky（赫斯基）公司推出的Hylectric系列混合注射成型機采用變量油泵和水冷式電動機組成節能系統，配備的標準輔助蓄能器系統可在物料塑化的同時進行合模，從而縮短循環周期。
Netstal公司開發了采用直接電力驅動注射螺桿的Synergy混合型注射成型機，其精確度可與全電動式注射成型機相比，同時可保持較高的控制精度，從而達到節省能源的目的。
Demag Ergotech公司的ELEXIS系列混合型注射成型機，注射過程和螺桿的往復運動過程由液壓系統完成，計量塑化和模具的開合過程由直流伺服電機控制。
Engel公司正在積極開發VictoryElectric系列注射成型機。該系列將把全電動注射成型機能實現的精確度與更低成本的液壓鎖模機構結合在一起，使精度增加、能量更節省。其典型應用領域是在管材接頭的成型方面。
意大利BMB公司設計出新型液-電混合驅動的Elepack系列注射成型機。其注射階段采用配備動態液壓油蓄能器的液壓系統以控制注射速度和注射質量，而制品頂出和物料的塑化步驟采用電機驅動以節約能源并縮短成型周期。
混合式注塑系統解決方案
面對液壓-電動混合式注塑機良好的市場前景，穆格開發了專門的PowerShotTM注射系統全閉回路驅動器專用于混合式注塑機，并成為多個廠家開發混合式注塑機的標準配置。
PowerShotTM結合電動和液壓技術于一體，無需外加動力驅動，能有效節省能源。不僅具有一般液壓技術所講求的高功率、高速與精度，而且還具備電氣技術的低耗能、環保、低維護成本與模塊化等特性，非常適合大、中型噸位塑料注塑機所需要的高速或高壓加工過程的注塑控制應用。
目前，穆格采用PowerShotTM注射系統技術，與日本UBE機械集團共同開發一種新型的混合式注塑成型機。該注塑機將用于加工一種與傳統塑料不同的新型塑料，要求機器性能比傳統液壓注塑機更快速、更緊湊，功率更大，如注塑速率為800 mm/秒，扭矩3000N-m。經過多項測試后，UBE認為 PowerShotTM注射系統技術獨特，不僅降低了注塑機的能耗、噪音水平、油量及維護要求，而且在減小設備體積的同時，可以應對要求極高的操作條件。
