注塑機發展方向與節能特性之研討
時間:2006-08-21
隨著塑膠制品多樣化市場需求越來越大,注塑機設備的升級換代也越來越快。早期的注塑機都是全液壓式，由于環保和節能的需要，以及伺服電機的成熟應用和價格的大幅度下降，隨著塑膠制品多樣化市場需求越來越大,注塑機設備的升級換代也越來越快。早期的注塑機都是全液壓式，由于環保和節能的需要，以及伺服電機的成熟應用和價格的大幅度下降，近年來全電動式的精密注塑機越來越多，只有比較兩類不同動力源注塑機的特點，才有可能弄清注塑機的技術發展方向。
全液壓式注塑機在成型精密、形狀復雜的制品方面有許多獨特優勢，它從傳統的單缸充液式、多缸充液式發展到現在的兩板直壓式，其中以兩板直壓式最具代表性，但其控制技術難度大，機械加工精度高，液壓技術也難掌握。
全電動式注塑有一系列優點，特別是在環保和節能方面的優勢，由于使用伺服電機注射控制精度較高，轉速也較穩定，還可以多級調節。但全電動式注塑機在使用壽命上不如全液壓式注塑機，而全液壓式注塑機要保證精度就必須使用帶閉環控制的伺服閥，而伺服閥價格昂貴，帶來成本上升。
電動—液壓式注塑機是集液壓和電驅動于一體的新型注塑機，它融合了全液壓式注塑機的高性能和全電動式的節能優點，這種電動-液壓相結合的復合式注塑機已成為注塑機技術發展方向。注塑行業正面臨著一個飛速發展的機遇，然而在注塑產品的成本構成中，電費占了相當的比例，依據注塑機設備工藝的需求，注塑機油泵馬達耗電占整個設備耗電量的比例高達50%-65%，因而極具節能潛力，設計與制造新一代“節能型”注塑機，就成為迫切需要關注和解決的問題。
注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段，各個階段需要不同的壓力和流量。對于油泵馬達而言，注塑過程是處于變化的負載狀態，在定量泵的液壓系統中，油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節流。據統計由高壓節流造成的能量損失高達36%-68%。
隨著世界各國在環保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴格的要求，節能已完成為注塑機電液系統的研究重點，針對閥控電液系統有較大能量損失的不足，德、日等國發展了應用變量泵和電液比例閥結合的負載感應型的注塑機電液控制系統。為進一步降低能耗，減少噪音，最新一代的注塑機是用轉速可調的電動機驅動液壓泵為動力源，在保壓、冷卻及空轉工況保持很低轉速，以達到節能、降噪的目的，其工作原理簡述如下：
利用注塑機同步信號及電氣控制系統，根據注塑成型的工藝要求，將電液比例控制系統，模擬成負載跟蹤控制系統，使油泵電機的轉速與注塑機工作所需液壓的流量與壓力乘積成正比，將傳統的定量泵改造成變頻變量泵，從而使溢流閥的回油流量降到最小，無高壓節流能量損失，進而將傳統有高壓節流的“耗能型”注塑機升級為無高壓節流的“節能型”注塑機，節能型注塑機除了節能功能之主要特性外，依據其節能原理，還具有附加系列的優點，包括：
減輕開、鎖模沖擊，延長機械和模具使用壽命。
延長油路系統（密封組件等）使用壽命，減少維修次數、節省維護費用。
降低噪音、改善工作環境。
系統油溫大幅降低，冷卻用水量可節省30%以上。
對電機具有過壓、過流、缺相等多種保護。
注塑機原有的控制方式及油路不變。
將注塑機改造升級為“節能型”注塑機，其投資（主要是變頻器）應該在一年內可通過節約的電費或油費收回。
總之，開發“節能型”注塑機理論可行，投資小、效益明顯，或許在不久的將來，變頻節能型注塑機會成為注塑機制造業的新賣點。
