龚剑锋 赖广龙
广东伊之密高速包装系统有限公司 广东佛山 528306
摘要：随着伺服电机技术的日趋成熟和价格的大幅度下降，以及对环保和节能的需要，为全电动注塑机的发展注人了新的活力。
关键词：全电动；数控；注塑机
注塑机械是重要的技术装备，主要对注塑机目前的发展现在及趋势、全电动注塑机与传统注塑机的特点分析、以及其在不同产品领域的实际应用案例进行介绍，对全电动注塑机在注塑装备行业的发展进行了展望。
一、全电动注塑机的特点
全电动式注塑机作为节能环保、高速、高精密注塑机代表，其与传统的液压注塑机相比，全电动注塑机由于具有一些良好的性能和特点，越来越受到广大用户的重视。全电动注塑机广泛使用交流伺服电动机，使用齿轮、滚珠丝杆以及齿形带等传动器件，与传统的注塑机比较，最大的特点就是抛弃了液压器件，改为全电动式驱动模块。
1.节能性能。传统液压机械，完成部件的动作都是通过油压、油路来实现，因此，在油压控制时，油压损失、管路损耗、阀门阻塞、摩擦等流动性能耗损失不可避免。特别是在高流量时，上述的能耗损失特别突出。根据研究数据，对于液压式注塑机，由于采用高压节油方式，能量损耗为36%～68%之间；在设备待机的时候，上述损失继续存在。由于伺服电机和伺服驱动在全电动注塑机上的使用，设备在运转时无液压系列损失，控制与磁滞损失也非常低；且在待机时不转动，可有效节能，与传统液压机相比可降低能耗达30%~50%。
2.清洁及噪音低。全电动式注塑机没有油压缸，无漏油问题，车间干净，便于维护；另一方面，伺服电机产生的激活阻力小、加减速特性控制容易、噪音低、惯性低，，因此，全电动式注塑机比液压式塑机的噪音低10～15dB。
3.控制精度和可靠性高。全电动伺服注射机对比与液压注射机，其在注射时，注射压力经过高精度的压力传感器采集，送至控制系统处理，由于压力传感器直接与螺杆相连，避免了中间环节，感应精度高、速度快。全电动注塑机采用全闭环控制，重复定位精度较高，适合生产高精度产品。
二、注塑机发展现状及趋势
塑料与金属、木材、水泥被称为现代工业建设的四大结构材料。塑料注射成型机作为重要技术装备，在塑料制品的加工行业存在已有50多年的历史，十年来，塑料制品的应用日益广泛，塑料的材质也取得了重大突破，注塑机械的需求在全球都呈现巨大增长。传统的注塑机采用油压传动，具有环境污染大，噪音高、耗能大之特点，此类注塑机具有较大的能量损失，并带来较大污染等不利因素，但其制造成本低，维修亦比较方便，因此，是目前市场占有率最高的注塑机类型。十年来，由于新型合成材料不断涌现并取得质的突破和创新，使得高精度注塑件使用的范围也不断扩大，随着塑料机械节能标准的出台，以及人们、政府的绿色环保观念的日益增强，注塑机的环保要求变得越来越重要，注塑机的产品也日新月异，如节能型、绿色环保型、紧密型等注塑机产品不断推出市场，注塑产业的结构也发生了迅猛的变化。目前油电复合式、全电动式注塑机都在蓬勃发展，相信经过一段时期的发展，全电子注塑机会必然得到更广泛的应用。
三、全电动注塑机与全液压注塑机比较
1.制造环境，全电动注塑机具有节能、环保、噪音低、计量准确等优点，但价格高，且使用寿命上不如液压注塑机。而全液压注塑机有环境污染大，噪音高、耗能大之特点，但制造成本低，维修亦比较方便。从制造环境上讲，全电动注塑机对比液压机有如下特性：（1）加工精度要求高，外形设计、外购配件质量要求高；（2）制造和维修成本高；（3）使用背压状态，螺杆容易卡死；（4）机械传动易出现磨损，需使用更多的润滑油脂。
2.控制精度与可靠性。全电动注塑机控制系统比全液压注塑机简单，反应也迅速，其精度能达到微米级（0.0 1 m m），定位重复精度误差是0.0 1%，而且可以保持精度反复运行，可靠性高。而全液压注塑机由于液压油直接影响控制精度，即使采用伺服阀和高精度的滚珠丝杆也达不到全电动注塑机的高精度，可靠性也降低许多。
3.生产效率。全电动注塑机的伺服马达有优良的高速性（可达到4 0 0 o r/m in），在生产高精密复杂、低质量偏差或高合格率的产品方面可提供复杂同步重叠动作，如开模时可以同时加料及顶出动作，极大地提高了生产效率，而全液压注塑机普遍不能产生重叠动作，工作效率要逊色于全电动注塑机。
4.性能价格比。据统计，目前以市场上现有的注塑机来看，相同锁模力的全电动注塑机的市场价格要比全液压注塑机高出30%~50%。从实际生产来看，由于全电动注塑机生产效率比全液压注塑机高，伺服电机系统比液压系统要节能，所以全电动注塑机的生产成本要比全液压注塑机低。
5.客户的选择。电动一液压复合式注塑机兼具全电动和全液压两类不同动力源注塑机2个方面优势，对于全能型需求客户，电动一液压复合式注塑机是一个
理想的选择。如果以产品来做主导：生产低产值的产品，不一定要选用全电动注塑机；生产高档的精密产品，特别是生产如医疗器械、药用、食品包装、饮食用等制造过程洁净度要求较高的行业，全电动注塑机是一个很好的选择。
四、全电动注塑机的实际应用
基于在数控系统、伺服电机及驱动方面的技术优势，数控开始积极拓展全电动数控注塑机领域，通过产学研合作，自主研发了节能、环保、高效、智能的系列化全电动数控注塑机，并已批量投产，广泛的进行了推广应用，下面介绍广州数控全电动注塑机的典型应用。
1.全电动注塑机在电子产品行业的实际应用。电子产品的发展迅速，产品在色彩、手感、精度和壁厚等方面的要求越来越高，整体向着轻薄、精巧方向发展，因此对注塑成型工艺和成型设备提出了更高的要求。全电动注塑机电子产品在精巧以及性能方面的追求，必然对成型设备提出较高需求。毋庸置疑，全电动注塑机在这方面拥有绝对优势，伺服电动机从高速向低速转换平滑，具有非常高的响应特性，控制的注射压力和注射速度变化时间非常短，在小型制品、短注射行程的情形下使用优势突出。数控AE50全电动注塑机如图1所示，可用于精密电子开关、插座及各类连接器等产品的生产制造。目前在各类电子产品生产企业得到广泛应用，使用AE50全电动注塑机生产的部分电子产品实物，其部分产品使用材料为PA+30%GF。全电动注塑机生产的防护屏实物，其材料是PC（聚碳酸酯），制品重量：40.1g。该制品要求表面清洁度高，透光率好且无杂质。
图1 AE50全电动注塑机
全电动注塑机在光学产品行业的实际应用。注塑光学部件市场需求正在不断增长。用注塑工艺制造的光学部件相比与玻璃制造工艺其优点主要是在设计方面有很大的自由度，非常复杂的几何图形部件也能注射成型。选择制造光学零部件材料要充分考虑光学纯度、透光率和折光率等因素，这大大的限制了其加工工艺。精密注塑工艺对注塑设备提出了更高的要求，而全电动注塑机的高精度特性正好满足了光学产品的注塑工艺要求，玻璃塑化时螺杆的转动由伺服电机驱动，伺服电机的转速很稳定；因此玻璃塑化的稳定性提高。注射动作的完成是由伺服电机驱动，由滚珠丝杠来完成，滚珠丝杆具有精确的位置精度，保证了注射动作精度，进而保证了产品稳定性。
结束语：
全电动注塑机凭借其出色的节能特性、控制特性、加工特性，并伴随着高精度塑料配件的广泛应用以及制造成本的降低，未来全电动注塑机的市场前景非常远大。
参考文献：
[1]邓远兵.全电动注塑机的研究与开发.2016.
[2]向雪.全电动注塑机的特点及应用领域.2017.
论文作者:龚剑锋,赖广龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/8
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