功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展研究及自主創(chuàng)新

張友根

（寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司，浙江 寧波 315200）

功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展研究及自主創(chuàng)新

張友根

（寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司，浙江 寧波 315200）

功能化注塑機(jī)是特種具有注塑功能的復(fù)合型成型加工設(shè)備，驅(qū)動(dòng)注塑技術(shù)的科學(xué)發(fā)展。提出了功能化注塑機(jī)的內(nèi)涵，分析了功能化注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展十個(gè)方面存在的理念問(wèn)題，簡(jiǎn)述了功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展的八個(gè)特點(diǎn)，研究了十二類功能化注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)，介紹了功能化塑料件引領(lǐng)創(chuàng)新創(chuàng)造功能化注塑機(jī)的實(shí)例及一種自主創(chuàng)新的功能化的工具箱包注吹機(jī)。

注塑機(jī)；功能化；科學(xué)發(fā)展；研究；自主創(chuàng)新

功能化是注塑成型技術(shù)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。功能化注塑機(jī)的技術(shù)水平代表了一個(gè)國(guó)家、企業(yè)注塑機(jī)的技術(shù)水平。功能化注塑機(jī)把功能化注塑技術(shù)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)同產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系在一起的創(chuàng)新創(chuàng)造，驅(qū)動(dòng)注塑技術(shù)的科學(xué)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)由注塑機(jī)制造的“大國(guó)觀”走向“強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”。長(zhǎng)期以來(lái)，由于多種因數(shù)，國(guó)內(nèi)偏重于面廣量大的通用化的注塑機(jī)的制造，忽視了功能化的注塑機(jī)的研發(fā)，已成了注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展的瓶頸。

本文提出了功能化注塑機(jī)的內(nèi)涵，分析了功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展十個(gè)方面存在的問(wèn)題，論述了功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展的八個(gè)特點(diǎn)，研究了十二類功能化注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)， 介紹了功能化塑料件引領(lǐng)創(chuàng)新創(chuàng)造功能化注塑機(jī)的實(shí)例及一種自主創(chuàng)新的功能化的工具箱包注吹機(jī)。

1 功能化注塑機(jī)內(nèi)涵

功能化注塑機(jī)指具有注塑功能的復(fù)合型成型加工設(shè)備。功能化注塑機(jī)不同于普通注塑機(jī)，除具備普通注塑機(jī)的性能之外，還具備注射成型某一方面的特有功能，實(shí)現(xiàn)注塑件功能化的“現(xiàn)實(shí)需求”及“潛在需求”的技術(shù)性能服務(wù)及拓展科學(xué)發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域。

（1）功能化的創(chuàng)新性

功能化注塑機(jī)無(wú)有章可循。善于對(duì)各行各業(yè)科技的發(fā)展，對(duì)用戶需求的深刻的了解，運(yùn)用現(xiàn)代高分子材料、現(xiàn)代控制等先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新開發(fā)滿足功能化塑料件的科學(xué)發(fā)展的功能化注塑機(jī)。功能化注塑機(jī)上取得的科學(xué)成果，移植到通用注塑機(jī)上，達(dá)到提高通用注塑機(jī)的科學(xué)技術(shù)。

（2）功能化的特殊性

功能化注塑機(jī)的機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等與普通型注塑機(jī)有明顯的區(qū)別，甚至除注塑功能同普通注塑機(jī)外，合模機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)形式等完全不同于普通注塑機(jī)，是一種復(fù)合式的塑料機(jī)械。

（3）功能化的成套性

功能化成型包括主機(jī)、周邊設(shè)備等成套解決方案，缺一不可。成套解決方案的研發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)功能化注塑。

（4）功能化的綠色性

功能化的解決方案貫穿節(jié)約能源、提高能效、減少污染、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)保、降低資源消耗等綠色化技術(shù)性能，持續(xù)提高綠色化的科技含量。

（5）功能化的細(xì)分性

功能細(xì)分化是功能通用化的延伸，功能細(xì)分即專用化。專用化的成型功能又可進(jìn)一步細(xì)化，功能化持續(xù)無(wú)止境拓展。功能化為客戶提供靈活、創(chuàng)新、定做式的“量身定做”的解決方案，以靈活快速的反映能力建立市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

（6）功能化的組合性

功能化往往是幾種不同成型功能的組合及復(fù)合，以達(dá)到/拓展成型塑料件的功能和性能，在較短的時(shí)期內(nèi)達(dá)到用戶的特殊成型加工要求。

（7）功能化的資源型

功能化注塑機(jī)消耗不可再生的資源更低，消耗能量資源更少。

（8）功能化的經(jīng)濟(jì)性

功能化注塑機(jī)性價(jià)比更高，制品加工成本更低，能耗更低能效更高，生產(chǎn)效率更高，在成型范圍內(nèi)的成型能力更寬更高，用戶投資回報(bào)周期短見效快。

2 功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展十個(gè)方面問(wèn)題的分析［1］

功能化注塑機(jī)的科技含量高于普通注塑機(jī)，代表了當(dāng)今注塑機(jī)的技術(shù)水平。國(guó)外企業(yè)、合資企業(yè)的功能化注塑機(jī)的發(fā)展步伐及技術(shù)水平明顯高于國(guó)內(nèi)自主企業(yè)，并且差距在擴(kuò)大。功能化注塑機(jī)的技術(shù)進(jìn)步引領(lǐng)了普通注塑機(jī)的科技進(jìn)步和各行各業(yè)的科學(xué)發(fā)展。通過(guò)研發(fā)功能化注塑機(jī)，才能推動(dòng)通用注塑機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。

國(guó)內(nèi)自主企業(yè)雖有一些功能化注塑機(jī)，但科技術(shù)含量低、品種少，不能適應(yīng)各行各業(yè)日益發(fā)展的塑料工程的需求，更不能引領(lǐng)塑料工程的科學(xué)發(fā)展。如何科學(xué)發(fā)展功能化注塑機(jī)？首先要找出在功能化注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展方面存在問(wèn)題，更新注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展理念。

2.1 重于復(fù)制忽視自主創(chuàng)新

國(guó)內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展，不論是引進(jìn)技術(shù)，還是合資、收購(gòu)，以國(guó)外機(jī)為范本進(jìn)行模仿，根本談不上自主創(chuàng)新，實(shí)際上是一條復(fù)制道路。這種制造的模式，至今未改變。

一些企業(yè)往往急功近利，最好今天開發(fā)，明天出效益。需要花幾年努力開發(fā)，絕不會(huì)干。對(duì)被測(cè)繪復(fù)制的設(shè)備也是一知半解，任意進(jìn)行改動(dòng)，根本談不上創(chuàng)新。一種機(jī)型出來(lái)，隨后成批的相似機(jī)型復(fù)制出來(lái)，有的甚至是百分之百的復(fù)制，扭曲了集約型制造的模式。市場(chǎng)上的注塑機(jī)幾乎為同一模式，甚至圖紙也相同。例如二板機(jī)，一套圖紙走天下，更談不上企業(yè)的創(chuàng)新。

注塑機(jī)的專利不少，但功能化的創(chuàng)新發(fā)明專利少的可憐，應(yīng)用于工業(yè)化的發(fā)明專利少之又少，大多實(shí)用型的專利僅是一些小改小革的合理化建議類，顯示不出塑料機(jī)械的科學(xué)發(fā)展。

2.2 重于小改小革忽視功能的開發(fā)

國(guó)內(nèi)多數(shù)自主企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，一般注重于外形、結(jié)構(gòu)、制造成本等方面的小改小革，忽視體現(xiàn)附加值的功能的開發(fā)。例如把模板的外形改一下，技術(shù)參數(shù)改動(dòng)一下，外包裝修改一下，作為一個(gè)新系列推出，實(shí)際仍舊在低水平低價(jià)位的低端市場(chǎng)上徘徊，結(jié)果是產(chǎn)量增加，而經(jīng)濟(jì)效益徘徊不前。

2.3 重于低端做“大”市場(chǎng)忽視高端做“專”市場(chǎng)

功能化注塑機(jī)相對(duì)于通用型注塑機(jī)的市場(chǎng)小，而且一個(gè)企業(yè)沒(méi)有一定的市場(chǎng)知名度，很難得到市場(chǎng)認(rèn)可。在這種理念的指導(dǎo)下，缺少研發(fā)投入，沒(méi)有自主創(chuàng)新創(chuàng)造研發(fā)的功能化的注塑機(jī)，測(cè)繪、仿制成為制造功能化注塑機(jī)的主要方法，僅僅是“像”，而不是“專”，致使制造企業(yè)沒(méi)有價(jià)格的話語(yǔ)權(quán)，用戶擁有選擇市場(chǎng)及掌握價(jià)格的主動(dòng)權(quán)。

住友德馬格的目標(biāo)不是做所有的市場(chǎng)，而是專注于能發(fā)揮設(shè)備最大優(yōu)勢(shì)并給客戶提供最大利益的醫(yī)療、包裝、汽車、電子四大優(yōu)勢(shì)行業(yè)。創(chuàng)新的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量以及完善的系統(tǒng)化解決方案，使住友德馬格在醫(yī)療、包裝、汽車、電子行業(yè)始終保持領(lǐng)先地位。2013年，德馬格的銷售額增長(zhǎng)了10%，2014年設(shè)定了比2013年增長(zhǎng)20% 的銷售目標(biāo)。

2.4 重于搏殺國(guó)內(nèi)同行忽視拼搏國(guó)際同行

設(shè)計(jì)、制造、配套件等方面停留在通用型注塑機(jī)的理念上，以低價(jià)位低性能搏殺市場(chǎng)，不善于以高性能高附加值引領(lǐng)市場(chǎng)。一些單位滿足于在低水平低階位上惡性競(jìng)爭(zhēng)，不愿花人力財(cái)力開發(fā)附價(jià)值高技術(shù)含量高的功能化注塑機(jī)，到國(guó)際舞臺(tái)上去與發(fā)達(dá)國(guó)家著名制造商比高低，結(jié)果是留給了國(guó)際上功能化注塑機(jī)制造商在中國(guó)更大的發(fā)展空間。

2.5 重于被動(dòng)跟隨市場(chǎng)忽視而主動(dòng)引領(lǐng)市場(chǎng)

縱觀市場(chǎng)，沒(méi)有一種功能化的注塑機(jī)由國(guó)內(nèi)企業(yè)獨(dú)立自主開發(fā)的，都是國(guó)外有了，我們才有，而且所謂的“國(guó)產(chǎn)化”，都是在知其然不知其所以然的指導(dǎo)下，降低性能、減少功能。實(shí)現(xiàn)其所謂的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，最后淪落為滯銷品，其結(jié)果，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍被國(guó)外設(shè)備占領(lǐng)。引領(lǐng)市場(chǎng)意味著設(shè)備的創(chuàng)新創(chuàng)造，這是一個(gè)艱難的歷程，成功與失敗并存，短時(shí)期不可能獲得經(jīng)濟(jì)效益，可能五年也不能出成果，目光短淺的企業(yè)是絕不能投入的。

恩格爾是一家研制注塑機(jī)的公司，2012年成立輕量化復(fù)合物料技術(shù)中心，達(dá)到引領(lǐng)輕量化復(fù)合物料的注塑成型加工市場(chǎng)的科學(xué)發(fā)展，研究包括四大范疇：①纖維增強(qiáng)方案；②單取向帶增強(qiáng)方案；③高壓反應(yīng)性加工；④原位聚合方案。

被動(dòng)跟隨市場(chǎng)的后果是不能為用戶創(chuàng)造顯著地經(jīng)濟(jì)效益，用戶掙不到大錢，設(shè)備制造企業(yè)只能掙小錢。

被動(dòng)跟隨市場(chǎng)導(dǎo)致粗放型發(fā)展，把注塑機(jī)生產(chǎn)等同于家電生產(chǎn)，流水線作業(yè)，單一形式的設(shè)備充斥市場(chǎng)，以賣方制約買方，以低附加值低價(jià)位占領(lǐng)低端市場(chǎng)，小企業(yè)受到成本的限制，根本無(wú)法與實(shí)力雄厚的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，為了生存，不得不降低附加值，以更低的價(jià)位游刃于市場(chǎng)，更無(wú)力投入新產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)。

2.6 重于自我獨(dú)打獨(dú)斗忽視聯(lián)盟協(xié)同攻堅(jiān)

國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)，一個(gè)企業(yè)主要搞單一產(chǎn)品的開發(fā)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，已成為致命的缺陷，把涉及設(shè)備開發(fā)的企業(yè)組合起來(lái)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同研發(fā)，不失為可取設(shè)備研發(fā)之路。根據(jù)國(guó)內(nèi)開發(fā)能力的實(shí)際情況，設(shè)備開發(fā)的有關(guān)公司應(yīng)緊密聯(lián)合起來(lái)，變各自為政為牽手共同開發(fā)。共享技術(shù)成果，利益共享，突破開發(fā)的瓶頸。

功能化注塑機(jī)是為特定的塑料制品而研制的，涉及到塑料制品的應(yīng)用行業(yè)、原料開發(fā)行業(yè)、模具研制行業(yè)、周邊設(shè)備行業(yè)，研制才能體現(xiàn)出適應(yīng)性、實(shí)用性、科學(xué)性、先進(jìn)性，必須實(shí)現(xiàn)相關(guān)行業(yè)組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，單憑注塑機(jī)制造企業(yè)是不可能實(shí)現(xiàn)功能化注塑機(jī)的創(chuàng)新創(chuàng)造。以木塑注塑成形來(lái)說(shuō)，如果不與注塑用的木塑原料的研發(fā)造成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，根本不可能研發(fā)出注射成形設(shè)備，原料成形加工性能的改進(jìn)提高可以彌補(bǔ)成形加工機(jī)械性能的不足，成形加工機(jī)械也可以彌補(bǔ)原料成形加工性能的不足，兩者共同結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)木塑注塑成型設(shè)備的科學(xué)發(fā)展。

住友德馬格公司立足于中高端市場(chǎng)，同時(shí)將歐洲的合作伙伴帶到中國(guó)，比如法國(guó)的SEPRO機(jī)器人，德國(guó)的MAI自動(dòng)化設(shè)備，法國(guó)的PLASTUD模具和瑞士的KEBO模具等等。建立了一個(gè)由5個(gè)資深工藝工程師組成的團(tuán)隊(duì)，為客戶提供售前的技術(shù)支持、最新的德國(guó)技術(shù)的介紹、售后的客戶工藝培訓(xùn)、為客戶做工藝優(yōu)化以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率等工作。從注塑機(jī)、模具、檢測(cè)系統(tǒng)到自動(dòng)化系統(tǒng)等，為客戶提供整體解決方案，加快本土化發(fā)展速度。

2.7 重于被動(dòng)型制造忽視主導(dǎo)型服務(wù)

現(xiàn)在一些企業(yè)絕大多數(shù)都是根據(jù)用戶提出的特殊要求而在通用注塑機(jī)上改制而成，稱為“特殊”注塑機(jī)，實(shí)際上即為功能化注塑機(jī)，純粹是一種被動(dòng)型制造，從設(shè)備設(shè)計(jì)的屬性上，提出設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)的主體者為設(shè)計(jì)者，根據(jù)技術(shù)性能參數(shù)形成圖紙者為制圖者，制造企業(yè)為設(shè)計(jì)者服務(wù)，處在產(chǎn)業(yè)鏈的低端，因此制造企業(yè)的設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，是必然的結(jié)果。

同樣可以理解，為何國(guó)內(nèi)企業(yè)制造的注塑機(jī)的價(jià)位低，因?yàn)閲?guó)內(nèi)制造企業(yè)的本質(zhì)上僅僅是制造，而不是研發(fā)，處在價(jià)值鏈的低端。只有研制出市場(chǎng)主導(dǎo)型的功能化、專用化的注塑機(jī)，從價(jià)值鏈的低端走到價(jià)值鏈的高端，才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

被動(dòng)跟隨市場(chǎng)制造只能處于塑料工程價(jià)值鏈的低端。例如，藍(lán)光碟片的發(fā)明者，提出解決方案，設(shè)備制造者根據(jù)藍(lán)光碟片的技術(shù)要求研發(fā)成型設(shè)備，在整個(gè)環(huán)節(jié)中，獲取利潤(rùn)最大者為藍(lán)光碟片的發(fā)明者，而不是成型設(shè)備的制造者。藍(lán)光碟片的發(fā)明者可以在市場(chǎng)上挑選符合藍(lán)光碟片成型的任何品牌設(shè)備，擁有藍(lán)光碟片設(shè)備的話語(yǔ)權(quán)。

2.8 重于歸納化制造忽視而功能細(xì)分化制造

歸納化制造指通用化、大眾化式的服務(wù)，在技術(shù)發(fā)展的初期具有很大的市場(chǎng)。細(xì)分化制造指專業(yè)化、深化式的服務(wù)，在技術(shù)科學(xué)發(fā)展擁有越來(lái)越廣闊的空間，例如國(guó)際上著名的塑料原料、添加劑的制造商，拋棄原來(lái)的歸納型的制造型式，細(xì)分服務(wù)對(duì)象，研制具有特定功能及性能的功能化、專用化的塑料原料、添加劑，由通用化走向功能化。Husky公司摒棄汽車行業(yè)，專注PET瓶坯注塑生產(chǎn)線的服務(wù)。Battenfeld公司按服務(wù)應(yīng)用行業(yè)組成設(shè)備研制部門，進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，創(chuàng)新功能化、專用化的設(shè)備。

德國(guó)的MBM機(jī)械曼多夫股份公司長(zhǎng)期來(lái)專門研制廢料回收利用注塑超大型制品的生產(chǎn)線，設(shè)備鎖模力只有一種15 000 kN的規(guī)格，但能成型現(xiàn)有的重量7萬(wàn)g、投影面積120 000 cm2（120 cm×100 cm）的玻纖復(fù)合材料的超大型托盤、鐵路枕木、垃圾箱等制品，聞名于世界，占有絕對(duì)的主導(dǎo)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)。

2.9 重于純注塑機(jī)的研發(fā)忽視全套解決方案的研發(fā)

傳統(tǒng)的純注塑機(jī)研發(fā)已不適應(yīng)現(xiàn)代的為塑料制品制造而研發(fā)全套解決方案的制造模式。例如，汽車塑料玻璃的注塑成型加工設(shè)備的研發(fā)，首先要了解目前汽車玻璃存在問(wèn)題，通過(guò)何種結(jié)構(gòu)及技術(shù)能提高汽車塑料玻璃的性能，達(dá)到和超過(guò)目前汽車玻璃的性能，塑料原料通過(guò)何種技術(shù)處理達(dá)到汽車塑料玻璃的性能要求，汽車塑料玻璃的專用原料的發(fā)展如何，新穎的汽車塑料玻璃通過(guò)何種成型工藝能達(dá)到高的性價(jià)比，汽車塑料玻璃根據(jù)塑料專用原料的性能及技術(shù)要求通過(guò)何種注射工藝達(dá)到更高的性能要求，如何通過(guò)創(chuàng)新的注射成型工藝，使成型汽車塑料玻璃領(lǐng)先于市場(chǎng)，引領(lǐng)汽車塑料玻璃市場(chǎng)的發(fā)展，與原料生產(chǎn)、模具、制品研究、汽車制造等相關(guān)單位聯(lián)合，研究新穎的注射成型設(shè)備、周邊設(shè)備、后處理設(shè)備、模具等。

國(guó)內(nèi)注塑機(jī)制作企業(yè)幾乎沒(méi)有對(duì)注塑成型工藝研究的專門結(jié)構(gòu)，更談不上對(duì)全套解決方案的研發(fā)，只能制造通用注塑機(jī)，即所謂的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)，用于面廣量大的低端注塑制品的加工。標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)都參照歐、日等企業(yè)的設(shè)備，對(duì)這些技術(shù)參數(shù)是知其然而不知其所以然。

2.10 重于生產(chǎn)型制造忽視服務(wù)型制造

注塑機(jī)行業(yè)是典型的服務(wù)型制造行業(yè)，而多數(shù)注塑機(jī)制造企業(yè)忽視了這一根本準(zhǔn)則。憑自己的主觀意志開發(fā)注塑機(jī)，把主觀意志強(qiáng)加給客觀市場(chǎng)，力圖使客觀的塑料件的科學(xué)發(fā)展?jié)M足自己開發(fā)的注塑機(jī)的成型加工能力及性能，而不是根據(jù)客觀塑料件的科學(xué)發(fā)展的實(shí)際需要而開發(fā)新型的功能化的注塑機(jī)，導(dǎo)致三十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)注塑機(jī)的功能和性能沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的變革，不斷填補(bǔ)國(guó)際上擯棄的低端的微利市場(chǎng)。國(guó)際上注塑機(jī)制造商，服務(wù)于市場(chǎng)的發(fā)展，以市場(chǎng)指導(dǎo)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展，獲得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

服務(wù)型制造的本質(zhì)即功能化制造。功能化制造充分體現(xiàn)出了注塑機(jī)服務(wù)型制造的第三次工業(yè)革命的特點(diǎn)。功能化注塑機(jī)在服務(wù)于注塑工程技術(shù)中發(fā)展，在科技創(chuàng)新注塑工程技術(shù)服務(wù)中持續(xù)。

功能化注塑機(jī)的制造是解決兩個(gè)“潛在需求”：

（1）急待解決的尚不存在的可以實(shí)現(xiàn)塑料化的高端塑料注塑制品；

（2）急待解決的尚不存在的賦予新功能的高端塑料注塑制品。

研發(fā)功能化注塑機(jī)，首選確定應(yīng)用服務(wù)于何種行業(yè)的何種類型。也可根據(jù)應(yīng)用行業(yè)提出的“潛在需求”的制品，研發(fā)功能化注塑機(jī)。塑料機(jī)械制造只有在不斷解決“潛在需求”過(guò)程中，才能使塑料機(jī)械制造處在高端水平。不以服務(wù)對(duì)象為目的，制造關(guān)鍵技術(shù)從何突破，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的設(shè)備從何而來(lái)，產(chǎn)品升級(jí)的標(biāo)的從何制定，成型加工新技術(shù)的研發(fā)從何確定。例如定位為醫(yī)療行業(yè)的功能化注塑機(jī)，首先必須專門研究醫(yī)療行業(yè)“潛在需求”的塑料制品，研究與那些有關(guān)的醫(yī)療研究單位、醫(yī)用塑料原料研究等有關(guān)單位聯(lián)合，研究醫(yī)療注塑機(jī)的成型環(huán)境的要求，公司的制造技術(shù)適應(yīng)于何種醫(yī)療制品的成型加工，需要開發(fā)何種成型加工技術(shù)，等等，通過(guò)成套方案的制定和完成，研究如何把醫(yī)療制品的成型加工技術(shù)向社會(huì)上有關(guān)服務(wù)對(duì)象推廣應(yīng)用，等等。在服務(wù)過(guò)程中，取得新設(shè)備、新機(jī)構(gòu)、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝、新材料等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果，都是別人無(wú)法得到的，自己也成為該細(xì)分行業(yè)的“老大”。日本住友全電動(dòng)注塑機(jī)定位服務(wù)于薄壁/精密成型領(lǐng)域，在導(dǎo)光板、精密連接器、手機(jī)結(jié)構(gòu)件等成型領(lǐng)域內(nèi)穩(wěn)居市場(chǎng)第一的位置，光盤機(jī)更占有世界市場(chǎng)份額的80%以上。

3 功能化注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)

通用性注塑機(jī)的鎖模力為第一技術(shù)參數(shù)，鎖模力與拉桿間距、移模行程、注射量等技術(shù)參數(shù)都有一定的關(guān)聯(lián)，可以閉門造車。功能化注塑機(jī)根據(jù)特定的注塑件進(jìn)行開發(fā)，鎖模力不是設(shè)計(jì)的第一技術(shù)參數(shù)，也無(wú)現(xiàn)成的規(guī)格而言，是一種典型的市場(chǎng)化設(shè)計(jì)形式。

3.1 功能化注塑機(jī)的綠色化功能屬性

功能化注塑機(jī)的科學(xué)開拓基于“現(xiàn)實(shí)需求”“潛在需求”塑料件的綠色化而開發(fā)。功能化注塑機(jī)的綠色化功能屬性。

（1）環(huán)保屬性。生命周期內(nèi)最大限度地減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

（2）能耗屬性。構(gòu)件的設(shè)計(jì)及資源的應(yīng)用，應(yīng)考慮到使用原材料的能耗、制造過(guò)程的能耗、成型加工的能耗、回收處理的能耗。

（3）成本屬性。不僅要考慮設(shè)計(jì)、制造和銷售成本的核算，還有考慮包括使用和廢棄/回收再生過(guò)程中用戶和社會(huì)所承擔(dān)的成本、污染物的替代、產(chǎn)品拆卸、環(huán)境成本等。

3.2 綠色化塑料件推動(dòng)功能化注塑機(jī)的開發(fā)

綠色化塑料工程的第一要素是綠色化塑料件，其它各個(gè)環(huán)節(jié)都是為之服務(wù)的。研發(fā)綠色化塑料件才能推動(dòng)功能化注塑機(jī)的開發(fā)。

3.2.1 資源節(jié)約型塑料件的科學(xué)發(fā)展推動(dòng)功能化注塑機(jī)的開發(fā)

克朗斯是國(guó)際上著名的研發(fā)制造PET高速吹瓶機(jī)的公司，設(shè)立專門研發(fā)部門開發(fā)PET瓶，引領(lǐng)市場(chǎng)PET瓶的發(fā)展，不斷拓展吹瓶機(jī)的應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。研發(fā)的集經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)性于一身的9.9 g的超輕的500 mL PET碳酸瓶，價(jià)格同比于同類產(chǎn)品低30%～45%，而且瓶蓋使用的不是螺旋蓋，而是易拉環(huán)蓋，提高了清潔度，徹底消除了螺旋瓶蓋可能帶來(lái)的密封污染，獲得了2014年“iF”包裝設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。根據(jù)瓶的綠色化技術(shù)要求，創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)本公司吹瓶機(jī)的技術(shù)的科學(xué)發(fā)展，引領(lǐng)吹瓶機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。

3.2.2 環(huán)境友好型塑料件推動(dòng)功能化注塑機(jī)的開發(fā)

Kortec公司針對(duì)金屬罐在貨架期、食用等方面存在的缺陷，開發(fā)的三層二物料的注射機(jī)，可為食品包裝提供清晰透明的PP塑料罐，三層塑料的堆疊設(shè)計(jì)（內(nèi)外兩層PP，再加一層EVOH隔離層）可使貨架期延長(zhǎng)至5 a，且不含雙酚A；消費(fèi)者可透過(guò)塑料罐直觀判斷食品的質(zhì)量；不同于金屬罐一旦開啟就無(wú)法再保存的特征，新產(chǎn)品在開啟后可再度密封。

3.3 功能化注塑機(jī)的綠色化塑料工程的全套解決方案研發(fā)［2］

注塑機(jī)是注塑件全套方案中的一個(gè)工藝設(shè)備，成型功能取決于全套方案，而不是已有塑料機(jī)械本身的功能。通過(guò)對(duì)“現(xiàn)實(shí)需求”、“潛在需求”綠色化塑料件的全套方案解決過(guò)程中，結(jié)合具體塑料件，研究解決成型的新工藝、新材料、新設(shè)備，把現(xiàn)有的有關(guān)塑料成型加工的技術(shù)進(jìn)行綜合提煉和創(chuàng)新創(chuàng)造，開拓新型的功能化及專業(yè)化的復(fù)合型注塑機(jī)，推動(dòng)同類塑料制品的成型加工的創(chuàng)新創(chuàng)造。歐洲和日本的注塑機(jī)制造針對(duì)“現(xiàn)實(shí)需求”、“潛在需求”的某一類型塑料件創(chuàng)新創(chuàng)造功能化的全套解決方案，出口到中國(guó)的注塑機(jī)，大多集中在這方面。

塑料件的全套解決方案研發(fā)，首先要了解和研究特定制品的成形的材料性能、質(zhì)量指標(biāo)、成形特點(diǎn)，通過(guò)何種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、控制軟件、周邊設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等，才能達(dá)到要求。功能化注塑設(shè)備制造企業(yè)今后不但能提供用戶需要的單機(jī)，而且能提供塑料原材料的配方及配混工藝、成型模具、成型工藝、后處理設(shè)備及工藝等配套設(shè)備和配套軟件等在線成套設(shè)備的硬件和軟件。整套設(shè)備進(jìn)行工廠驗(yàn)收測(cè)試（FAT）或現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試（SAT），為客戶提供完善的一站式服務(wù)。能為用戶提供整套方案和生產(chǎn)線的研發(fā)單位將會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。

以DVD-9碟片注射成形件為例，成形材料為PC，注塑解決的主要成形關(guān)鍵是制品成形后不存在內(nèi)應(yīng)力，否則成形時(shí)制品雖能達(dá)到尺寸精度及幾何精度，但由于內(nèi)應(yīng)力的存在，制品出模后，不能保持原有的精度，達(dá)不到制品的質(zhì)量要求，據(jù)此而開發(fā)功能化專用化的注塑機(jī)、模具、注塑工藝等成套解決方案。

3.4 功能化注塑機(jī)的成型加工的工藝設(shè)計(jì)

創(chuàng)新創(chuàng)造功能化專用化注塑機(jī)的成型加工工藝是其重要的環(huán)節(jié)，同樣的設(shè)備，成型加工的工藝不同，綠色化性能也不同。通過(guò)成型加工工藝的創(chuàng)新，才能提高塑料件的質(zhì)量。

以模內(nèi)修飾注射—壓縮成形加工光學(xué)元件為例。以往的注射—壓縮成形，不能對(duì)光學(xué)件的邊緣，實(shí)施模內(nèi)修飾（即在模內(nèi)去除塑料件的廢邊）等輔助加工，不適合用于生產(chǎn)移動(dòng)電話的薄壁光學(xué)件。把注射—壓縮成形與模內(nèi)去除廢邊等工藝相結(jié)合發(fā)展為模內(nèi)修飾注射—壓縮成形加工，可進(jìn)一步清除光學(xué)件上由模具表面區(qū)域形成的廢邊，以及進(jìn)一步減少雙折射以提高產(chǎn)品的光學(xué)性能；由于在整個(gè)壓縮過(guò)程中，絕大部分時(shí)間是處于穩(wěn)定的壓力狀態(tài)，所以可對(duì)臨界幾何形狀的收縮和熔融料的充填進(jìn)行平衡。這樣就可以生產(chǎn)出裝配區(qū)的厚度可以小于0.2 mm優(yōu)質(zhì)液晶顯示器覆蓋板。

3.5 功能化注塑機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展

功能模塊化設(shè)計(jì)既解決設(shè)備規(guī)格、設(shè)計(jì)制造周期和成本之間的矛盾，又實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速更新?lián)Q代。設(shè)備制造商能夠根據(jù)市場(chǎng)變化做出敏捷反應(yīng)，以靈活多樣的模塊組裝配置形式及時(shí)提供給用戶，快速適應(yīng)市場(chǎng)需求。功能模塊化的設(shè)計(jì)讓用戶在同一臺(tái)設(shè)備上，通過(guò)不同功能模塊的搭配得到自己需要的成型功能，實(shí)現(xiàn)專用化的成型工藝，滿足個(gè)性化的需求；方便用戶在使用過(guò)程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部維護(hù)或升級(jí)達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；在一種基本成型功能的注塑機(jī)上，為用戶留出一定范圍內(nèi)的功能擴(kuò)展空間，用戶只要花少量的投資，就可進(jìn)行成型功能擴(kuò)展，以最小成本和最短時(shí)間適應(yīng)加工任務(wù)及環(huán)境的變化。不但為用戶降低設(shè)備投入的成本而實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，而且降低了社會(huì)物質(zhì)資源的消耗及制造能源消耗。

3.5.1 功能模塊的特征及功能

模塊在成型功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列共性模塊、功能模塊及聯(lián)接模塊，通過(guò)模塊的柔性組合構(gòu)成不同功能/性能的注塑設(shè)備。接口的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。為了確保模塊的柔性互換性，重點(diǎn)應(yīng)盡量保證接口的標(biāo)準(zhǔn)化。把細(xì)分的功能分成模塊，可與母機(jī)進(jìn)行搭配，達(dá)到母機(jī)的使用壽命最大化。功能模塊可分成以下幾種類型。

共性模塊。具備不同成型功能的共性機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、控制器的部件設(shè)計(jì)為模塊。共性模塊與常規(guī)的部件設(shè)計(jì)不同之處是具備與功能模塊接口，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展柔性。共性模塊往往是部件或系統(tǒng)的主要機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)部分。深圳瑪格仕科技有限公司研制的水平平面轉(zhuǎn)盤、水平旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，以及配套的驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)，可以安裝在現(xiàn)有的注塑機(jī)的機(jī)架上，實(shí)現(xiàn)多色注塑/模內(nèi)裝配。

功能模塊。功能模塊實(shí)現(xiàn)工藝柔性、運(yùn)行柔性，盡可能擴(kuò)大其功能和性能的優(yōu)勢(shì)。功能模塊還可分為“母”功能模塊和“子”功能模塊，“母”功能模塊上可聯(lián)接多個(gè)“子”功能模塊，這種工況下，“母”功能模塊相對(duì)于“子”功能模塊為共性模塊。根據(jù)不同的功能需求，將C P U、存儲(chǔ)器、P L C、通訊等基本的模塊設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式實(shí)現(xiàn)功能裁剪及模塊數(shù)量的增減，以構(gòu)成不同檔次不同功能的智能化控制系統(tǒng)。

聯(lián)接模塊。有的共性模塊與功能模塊之間需設(shè)計(jì)特殊的專用聯(lián)接裝置即稱謂聯(lián)接模塊，具備與上、下游模塊的聯(lián)接及擴(kuò)展的接口。

3.5.2 功能模塊化組合拓展功能化注塑機(jī)

將兩個(gè)或兩個(gè)以上的技術(shù)要素的功能模塊組合，拓展功能化注塑設(shè)備。例如，模內(nèi)貼標(biāo)注塑設(shè)備是把普通注塑機(jī)與卷標(biāo)黏貼裝置、開模行程機(jī)械限位技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)械手等組成模內(nèi)貼標(biāo)注塑設(shè)備。富強(qiáng)鑫公司整合業(yè)界技術(shù)，成功開發(fā)IML系列高速模內(nèi)貼標(biāo)生產(chǎn)系統(tǒng)，交流伺服電機(jī)塑化驅(qū)動(dòng)功能模塊，射出全閉回路控制，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量，節(jié)約塑料原料消耗；液壓動(dòng)力雙回路驅(qū)動(dòng)功能模塊，使加料、開關(guān)模同步動(dòng)作，提高成型效率；蓄能器高速注射功能模塊，射出速度達(dá)到500 mm/s以上；供紙機(jī)功能模塊，可以根據(jù)客戶產(chǎn)品規(guī)格的需要進(jìn)行快速改型，增加生產(chǎn)的彈性；機(jī)械手自動(dòng)貼標(biāo)功能模塊，搭配三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，作業(yè)快速精準(zhǔn)，定位精度高；控制模塊，適合多模穴薄壁容器的生產(chǎn)。模塊化設(shè)計(jì)，大幅縮短成型周期，生產(chǎn)一模4穴飲料杯（250 mL），成型時(shí)間為7～9 s，月產(chǎn)能可達(dá)100萬(wàn)個(gè)以上，并有效節(jié)省能源。

3.6 功能化注塑機(jī)的機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的功能化特征［3］

機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的型式、功能等技術(shù)特征服從于塑料件的成型加工的需求，而不是讓塑料件服從于已有的機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的特征。

現(xiàn)行的機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)型式很多，各有其成形的功能和性能。特別是各有其發(fā)展的不同的功能化。功能化注塑機(jī)的設(shè)計(jì)就是根據(jù)被成型加工的塑料件，研究其成型材料、成型工藝等全套解決方案，運(yùn)用及創(chuàng)新創(chuàng)造功能化的成型加工機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)，研發(fā)出功能化注塑機(jī)。

3.7 功能化注塑機(jī)的綠色化成型加工性能

綠色化性能是功能化注塑設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展的方向，除具有普通注塑機(jī)的綠色化成型加工性能之外，還應(yīng)具有下述綠色化成型加工性能。

3.7.1 高速高效率低能耗的注塑成型加工性能

設(shè)備不僅滿足于能成型加工，而應(yīng)達(dá)到高生產(chǎn)率，才有市場(chǎng)與發(fā)展前途。沒(méi)有高速高效率低能耗的成型加工能力，用戶不能獲得高的經(jīng)濟(jì)效益，功能化注塑設(shè)備也就無(wú)發(fā)展前途，塑料件的推廣應(yīng)用就會(huì)受阻。

國(guó)產(chǎn)的功能化注塑設(shè)備的生產(chǎn)率低，是一個(gè)致命的弱點(diǎn)，也是不能與國(guó)際上先進(jìn)功能化注塑設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)的主要因素。例如， PET瓶坯注射成型設(shè)備，赫斯基HyPETTMHPP400瓶坯注射系統(tǒng)，成型96腔、重9.9 g的500 mL蒸餾水瓶的EcoBaseTM瓶坯，成型周期僅為5 s。國(guó)產(chǎn)PET瓶坯注射成型設(shè)備先進(jìn)水平只能達(dá)到1模48腔，每小時(shí)產(chǎn)能只能達(dá)到1 440支，僅為前者的1/2.4，而且產(chǎn)品合格率有較大的差距。

實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率，需要對(duì)設(shè)備的機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、控制等諸多方面進(jìn)行全面創(chuàng)新提高，這個(gè)創(chuàng)新過(guò)程，不是一朝一夕就能完成的，甚至需要走5年、10年，以致更長(zhǎng)的時(shí)間。

3.7.2 功能化注塑機(jī)的高端成型性能

首先要把功能化注塑機(jī)的性能開發(fā)在市場(chǎng)上是否具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)放在第一位，沒(méi)有性能競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，只有價(jià)位優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，只有死路一條。日本企業(yè)在中國(guó)制造的高速全電動(dòng)注塑機(jī)，銷售火爆，占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)，這其中的原因值得我們深思。日本高速全電動(dòng)注塑機(jī)在歷屆展覽會(huì)上，幾乎是一年一個(gè)樣，注射功能的不斷技術(shù)進(jìn)步以滿足發(fā)展的制品成形要求，以高附加值擴(kuò)大市場(chǎng)份額，同時(shí)自己也取得豐厚的回報(bào)。

3.8 功能化注塑機(jī)的智能化控制技術(shù)

智能化是高端的科技含量很高的技術(shù)，最能體現(xiàn)功能化注塑設(shè)備核心技術(shù)價(jià)值的領(lǐng)域。功能化塑料件的內(nèi)應(yīng)力精度、尺寸及形狀的穩(wěn)定精度等質(zhì)量指標(biāo)，只有實(shí)現(xiàn)智能化控制才能達(dá)到理想水平，才能淋漓盡致把功能化提高到理想的水平。融入更多的電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)診斷、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)補(bǔ)償功能的智能化技術(shù)的必將成為功能化注塑機(jī)的控制技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。

智能化的能耗技術(shù)。能源成本占據(jù)生產(chǎn)設(shè)備整個(gè)使用成本的90%以上。節(jié)約成型加工能耗一直是注塑成型加工的科技進(jìn)步的重點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)注塑設(shè)備綠色化的重點(diǎn)，智能化達(dá)到注塑最佳能耗。菲尼克斯公司的能量管理模塊（EMM）具備獲取能量數(shù)據(jù)和監(jiān)視能量數(shù)據(jù)的作用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)提供數(shù)據(jù)采集和傳輸，Inline I/O模塊之間的連接實(shí)現(xiàn)了一種從能量消耗點(diǎn)到不同控制層之間的無(wú)縫信息流，實(shí)現(xiàn)能效智能化管理，降低電能消耗。

智能化的背壓控制技術(shù)。日本東洋的背壓自動(dòng)跟蹤技術(shù)，在si-100（C75）應(yīng)用表明，塑化計(jì)量精度提高50%以上。日精樹脂工業(yè)株式會(huì)社的通過(guò)直接檢測(cè)螺桿反作用力的測(cè)力傳感器的配置以及提高控制性能， 實(shí)現(xiàn)了高精度背壓控制。

智能化的質(zhì)檢技術(shù)。美國(guó)Avalon VisionSolutriongs公司智能化的質(zhì)檢系統(tǒng)，系統(tǒng)把光學(xué)、照明技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、圖像處理、視覺(jué)技術(shù)和分類算法及復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，模仿人類的眼睛，全程監(jiān)控和紀(jì)錄產(chǎn)品的質(zhì)量和可重復(fù)性，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

智能化服務(wù)技術(shù)體系。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及無(wú)線技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控智能化管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的技術(shù)數(shù)據(jù)，將設(shè)備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)傳遞出去，與其余設(shè)備系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；軟件遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí)；實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、服務(wù)的新模式。技術(shù)人員利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行高級(jí)過(guò)程控制、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、管理和維護(hù)生產(chǎn)過(guò)程、提高設(shè)備利用率，最終提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。美國(guó)MOOG公司且具有遠(yuǎn)程診斷功能的模塊化的多軸伺服整機(jī)控制器TMC—4，基于PC的人機(jī)界面以及兼容IEC61131-3的開發(fā)環(huán)境，不但實(shí)現(xiàn)更高的閉環(huán)控制精度，而且客戶可根據(jù)自己設(shè)備的特點(diǎn)及要求編寫程序。

4 十二類功能化注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

塑料件行業(yè)的細(xì)分化推動(dòng)了功能化注塑機(jī)的開拓和創(chuàng)新。

4.1 汽車塑料件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

功能化注塑機(jī)在實(shí)現(xiàn)汽車綠色化過(guò)程中擔(dān)當(dāng)著舉足輕重的角色。70%以上的汽車功能化塑料件為注塑件。汽車塑料件注塑機(jī)成為功能化注塑機(jī)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。

4.1.1 汽車塑料件注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展［4］

汽車塑料件的品種繁雜化、功能及性能的多樣化、更新?lián)Q代的快速化、應(yīng)用的拓展化，促進(jìn)汽車塑料件注塑機(jī)的功能細(xì)分化的發(fā)展。

4.1.1.1 車燈注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

車燈的型式千變?nèi)f化，更新速度很快，其使用的高分子材料也在不斷發(fā)展，注塑工藝不斷開拓，推動(dòng)了功能化的車燈注塑機(jī)的多品種的科學(xué)發(fā)展。

力勁科技集團(tuán)三色車燈專用注塑機(jī)EFFCTAPT 1300V，主要用途是加工PC的前燈罩和PMMA的后燈罩注塑件。鑒于車燈由透明、黃色和紅色三種顏色組成，過(guò)去需要三次工序完成，而使用PT1300V則可以一套模具一次完成，大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。PT1300V在多項(xiàng)技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新和突破，譬如針對(duì)PC和PMMA的注射螺桿和機(jī)筒，研發(fā)出優(yōu)良的相溶技術(shù)；設(shè)計(jì)專用的垂直旋轉(zhuǎn)臺(tái)，使中心轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)成為一個(gè)關(guān)鍵部件；引進(jìn)“一機(jī)雙射臺(tái)”理念設(shè)計(jì)了兩個(gè)注射臺(tái)，有助于單色或多色產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)等。獲2013香港“機(jī)器及機(jī)械工具設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”。

富強(qiáng)鑫公司開發(fā)了中大型雙色車燈注塑機(jī)及BMC燈殼專用注塑機(jī)。

4.1.1.2 PC汽車玻璃注塑成型加工

汽車玻璃塑料化，是節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)、安全行駛的必然發(fā)展趨勢(shì)。PC汽車玻璃是汽車安全發(fā)展方向，奔馳等高端汽車已應(yīng)用，提高了安全性。如果現(xiàn)在歐洲路面上跑的汽車都采用PC材料替代車側(cè)窗和后窗的玻璃，使汽車輕量化，僅此一項(xiàng)每年可節(jié)約21億L燃油，每年可減少1 000萬(wàn)t二氧化碳排放。PC材料汽車玻璃注射成形，國(guó)際上只有極少數(shù)公司能制造，國(guó)內(nèi)處于空白，對(duì)這一極有前途的專用化注射設(shè)備的研發(fā)，已成為當(dāng)務(wù)之急。絕大多數(shù)展商的公司還無(wú)能為力。國(guó)內(nèi)從模具、注塑機(jī)、成形工藝等還無(wú)法解決。

塑料車窗的共注射成型。PC具有優(yōu)良的抗沖擊強(qiáng)度，但其耐候性較差。而 PMMA正好相反，同時(shí)起到緩沖的作用。將兩種材料組合起來(lái)能夠達(dá)到理想的效果。共注射成型以PC為芯層、PMMA為外層的三層結(jié)構(gòu)的車窗，分三次注射成型。通過(guò)控制界面間的黏接力，達(dá)到不同的抗沖擊強(qiáng)度。共注射成型減少了生產(chǎn)工藝步驟，免除了與薄膜生產(chǎn)相關(guān)的處理成本，同時(shí)該方法還具有更大的設(shè)計(jì)自由度。保護(hù)窗體表面，提高抗刮擦性，同時(shí)提供一些附加功能，如阻隔熱和光等。

4.1.1.3 汽車內(nèi)飾件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

震雄公司開發(fā)了汽車內(nèi)飾件的伺服動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的鎖模力650～2 600 t的大型注塑機(jī)系列，配置日本油研公司Yuken—ASR伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保、高響應(yīng)速度、高重復(fù)精度，適用于汽車前端模組、門板、汽車儀表板、座椅底盤和座椅靠背等。

Engel公司大型兩板機(jī)，具有多種注射-壓縮成形工藝，成形無(wú)應(yīng)力大型汽車薄壁件。Engel公司的把MuCell微孔發(fā)泡注塑技術(shù)運(yùn)用于普通注塑機(jī)，開拓微發(fā)泡汽車注塑機(jī)，生產(chǎn)內(nèi)飾件、發(fā)泡結(jié)構(gòu)件、高度拋光組件，使得汽車內(nèi)飾件注塑成型壁厚1 mm成為可能，同時(shí)可減少高達(dá)20%的組件重量，從而明顯減少碳足跡。

4.1.2 汽車塑料件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

汽車科技進(jìn)步日新月異，塑料用量的比例越來(lái)越高是最明顯的特點(diǎn)，塑料件的功能性越來(lái)越復(fù)雜、壁越來(lái)越薄、重量越來(lái)越輕、強(qiáng)度和剛度越來(lái)越高，使用的塑料原料向復(fù)合材料、納米材料方向發(fā)展，在形狀、結(jié)構(gòu)等方面不斷科技進(jìn)步。汽車塑化件在達(dá)到功能和性能的要求下，可用不同的成型工藝和成型設(shè)備來(lái)達(dá)到。開發(fā)最經(jīng)濟(jì)的功能化注塑成型加工技術(shù)達(dá)到最佳的性能、最低的成本、最高的效率的新技術(shù)，滿足汽車綠色化塑料件的發(fā)展。積極開發(fā)低內(nèi)應(yīng)力注射成型、無(wú)應(yīng)力金屬注射成型、免噴涂復(fù)合注射成型等新技術(shù)、新設(shè)備。

4.2 醫(yī)學(xué)醫(yī)療塑料件注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展

高端的技術(shù)附加值較高的、精密的醫(yī)學(xué)醫(yī)療料件注塑機(jī)被克勞斯瑪菲（Krauss—Maffei）和耐馳特（Netstal）等公司壟斷，國(guó)產(chǎn)的注塑成型設(shè)備只能從事附加值低、技術(shù)含量低的中、低端領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)醫(yī)療注塑件的成型。努力發(fā)展高端的醫(yī)學(xué)醫(yī)療注塑件的成型設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。

注塑件在醫(yī)學(xué)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已日漸廣泛。按成型的高分子塑料可分為熱固性及熱塑性兩大類，主要以熱塑性注塑件為主。

4.2.1 醫(yī)學(xué)醫(yī)療注塑機(jī)的潔凈化功能的科學(xué)發(fā)展

高端的醫(yī)學(xué)醫(yī)療塑料制品都被要求在潔凈室狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)。在全球范圍內(nèi)，根據(jù)ISO14644-1和GMP標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)備是否符合潔凈室等級(jí)的要求，這些標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限定了特定尺寸微粒的污染和每個(gè)潔凈室等級(jí)的病菌污染，注塑機(jī)及其外圍設(shè)備都必須滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。而醫(yī)療和醫(yī)藥產(chǎn)品的產(chǎn)品規(guī)格則要求注塑機(jī)及所有外圍設(shè)備必須符合FDA/GMP標(biāo)準(zhǔn)。按照GMP的要求，制訂相應(yīng)的醫(yī)學(xué)醫(yī)療注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范、明確醫(yī)學(xué)醫(yī)療塑料制品成型設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)驗(yàn)收等的要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

醫(yī)學(xué)醫(yī)療制品注塑機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)是設(shè)備的潔凈度，設(shè)備不受外界的污染、設(shè)備不對(duì)外界產(chǎn)生再生污染。

4.2.1.1 潔凈化潤(rùn)滑系統(tǒng)

普通臥式注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)都有四根拉桿，彈性變形產(chǎn)生合模力，同時(shí)用作移動(dòng)模板導(dǎo)向，拉桿上的潤(rùn)滑油不但易粘上環(huán)境中灰塵造成污染，而且在相對(duì)高速運(yùn)行下易產(chǎn)生高溫分解有害有毒氣體對(duì)制品直接污染。封閉式的循環(huán)潤(rùn)油系統(tǒng)，避免了由于潤(rùn)滑油泄漏而污染產(chǎn)品。無(wú)潤(rùn)滑拉桿導(dǎo)向副，徹底杜絕了普通合模機(jī)構(gòu)拉桿用作導(dǎo)向而潤(rùn)滑副帶來(lái)的污染。箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的頂針驅(qū)動(dòng)減少污染產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。

Krauss Maffei公司醫(yī)療瓶蓋生產(chǎn)系統(tǒng)。主要性能特征是潔凈和高產(chǎn)率。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的Z型肘桿機(jī)構(gòu)，減少了摩擦和潤(rùn)滑點(diǎn)，并采用循環(huán)油潤(rùn)滑的方式，使得這些潤(rùn)滑點(diǎn)被完全包封起來(lái)形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，移動(dòng)模板與拉桿無(wú)接觸設(shè)計(jì)，完全杜絕了潤(rùn)滑油污染生產(chǎn)區(qū)域的可能性。

4.2.1.2 潔凈化動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能優(yōu)異，對(duì)成形參數(shù)的控制具有極高的應(yīng)答反映速度，以潔凈的運(yùn)行方式，在高速、高效、精密、節(jié)能等方面顯示出高端成形的優(yōu)勢(shì)，特別在潔凈加工方面具有其他驅(qū)動(dòng)形式無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)。水冷式伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可避免氣冷時(shí)形成的渦旋氣流而產(chǎn)生污染。ELION注塑機(jī)使用了囊式水冷的伺服電機(jī)，確保濺射現(xiàn)象和微粒散發(fā)等問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)，又節(jié)約潔凈室處理的生產(chǎn)成本。

4.2.1.3 快速注塑功能化模具

快速注塑模是融激光、材料科學(xué)、信息與控制技術(shù)等一體的高新制造技術(shù)，近年來(lái)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣，適應(yīng)患者個(gè)體、特殊的快速響應(yīng)的人造塑料器材的需要。將傳統(tǒng)注塑模制造方法所花的時(shí)間由幾個(gè)月縮短到幾天。

4.2.1.4 醫(yī)療制品的功能化熱流道

Mold—Masters公司根據(jù)不同的醫(yī)療制品開發(fā)不同結(jié)構(gòu)形式的熱流道，例如，Accu—Valve閥式澆口熱流道適應(yīng)于精度要求高且形狀精確的醫(yī)療制品，Melt-Disk熱流道適用于細(xì)長(zhǎng)醫(yī)療制品。

4.2.1.5 無(wú)菌注塑生產(chǎn)系統(tǒng)

醫(yī)學(xué)醫(yī)療注塑件的特殊性，要求主機(jī)廠商能夠提供可實(shí)現(xiàn)潔凈生產(chǎn)的全套注塑生產(chǎn)線，包括注塑機(jī)、潔凈室及周邊設(shè)備等。主機(jī)廠商與其他相關(guān)設(shè)備廠商展開廣泛的聯(lián)合開發(fā)和制造，共同研發(fā)醫(yī)療產(chǎn)品無(wú)菌注塑生產(chǎn)線。

4.2.2 醫(yī)療塑料件注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

近年來(lái)，功能專用化是醫(yī)療塑料件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展的主要特點(diǎn)，體現(xiàn)了以制品為目的開發(fā)功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展理念。

4.2.2.1 醫(yī)療芯片實(shí)驗(yàn)室“底層”注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

功能細(xì)分化注塑成型加工在醫(yī)學(xué)醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展迅速，醫(yī)療芯片實(shí)驗(yàn)室“底層”注塑機(jī)為其中的一種。

阿博格公司研發(fā)的電動(dòng)變位機(jī)筒式注塑機(jī)，專用于芯片實(shí)驗(yàn)室“底層”成型加工，600 kN的鎖模力，并配備了最新的小型70注射裝置和z—Microsystems公司的兩腔模具，符合GMP標(biāo)準(zhǔn)，并配備了空氣清潔模塊，滿足了微流控芯片領(lǐng)域?qū)δ＞吆驮O(shè)備精度的嚴(yán)格要求，在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。成型加工的芯片實(shí)驗(yàn)室中所謂的PC材料的“底層”，質(zhì)量為3.264 g，一次注射量為7.98 g，周期時(shí)間為24 s。“底層”搭配“頂層（包含用于輸送液體和顯示結(jié)果的芯片）”，即構(gòu)成了芯片實(shí)驗(yàn)室。

4.2.2.2 PET采血管注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

博創(chuàng)機(jī)械股份有限公司2014年成功推出了PET采血管注塑機(jī)。拉桿不作移動(dòng)模板導(dǎo)向，移模采用滾珠線性導(dǎo)軌，模具區(qū)無(wú)潤(rùn)滑污染，達(dá)到醫(yī)療行業(yè)的潔凈度標(biāo)準(zhǔn)。擠注塑化注射機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低溫、均質(zhì)塑化；伺服閥控制系統(tǒng)的單缸一線式注射機(jī)構(gòu)，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；納米紅外線加熱系統(tǒng)，降低熱慣性；超高剛性的鎖模結(jié)構(gòu)，提高模具平行度的精度及穩(wěn)定精度；全封閉的合模部件，減少外界的粉塵污染；排接式磁感應(yīng)位移傳感器，提高位置檢測(cè)精度及響應(yīng)速度；在線監(jiān)控并有過(guò)載保護(hù)的鎖模力監(jiān)視器，實(shí)現(xiàn)高精密直壓鎖模。

4.2.2.3 一次性注射器針頭保護(hù)套注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

奈斐耐馳特公司應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的ELION注塑機(jī)，和機(jī)械手、原料輸送系統(tǒng)、模溫機(jī)、冷水單元等周邊設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整的一次性注射器針頭的生產(chǎn)單元，使用瑞士Sch?ttli公司提供的64腔模具，其在潔凈室工作環(huán)境下的生產(chǎn)周期小于6.5 s。應(yīng)用瑞士ef cooling Ernst H. Furrer公司的囊式水冷伺服電機(jī)，確保濺射現(xiàn)象和微粒散發(fā)等問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)，從而節(jié)約潔凈室處理器的生產(chǎn)成本。制動(dòng)能量被回收到能量循環(huán)中，再用于設(shè)備的其他功能，實(shí)現(xiàn)低能耗。與傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，最多可節(jié)省高達(dá)70%的能耗。同時(shí)，ELION備有閉環(huán)控制成型工藝，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，把廢品率降至最低。

4.2.2.4 醫(yī)學(xué)醫(yī)療薄壁精密件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

薄壁精密塑料制品在醫(yī)療人工器官上得到越來(lái)越多的應(yīng)用，薄壁精密注塑設(shè)備已成為醫(yī)療塑料制品成型新的研究熱點(diǎn)。注射速度1 000 mm/s、注射壓力300 MPa的大功率注射普遍應(yīng)用于薄壁精密塑料制品的加工。

薄壁精密成型模具與常規(guī)制品的模具相比，從結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)等都發(fā)生了重大變化。薄壁注塑成型的填充時(shí)間很短，很多填充時(shí)間不足0.5 s，在這樣短的時(shí)間不可能遵循常規(guī)的速度、壓力曲線，因此必須使用高解析度的微處理器來(lái)控制注塑機(jī)；在整個(gè)注塑成型過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)各自獨(dú)立地控制壓力和速度，常規(guī)注塑機(jī)的充填階段用速度控制，保壓階段再轉(zhuǎn)為壓力控制的方法已不適用。注射機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)（加速、減速）性能應(yīng)與注塑速度相適應(yīng)。

4.2.2.5 藥瓶注吹機(jī)的科學(xué)發(fā)展

藥瓶注吹機(jī)實(shí)現(xiàn)塑料藥瓶生產(chǎn)全過(guò)程中與人手的“無(wú)接觸”，從而確保藥瓶的衛(wèi)生潔凈性能。

注吹中空成型的瓶口平整度高，瓶壁壁厚均勻，特別是瓶口與瓶蓋間有很好的密封性能，能達(dá)到防止塑料瓶?jī)?nèi)的藥品氣體的揮發(fā)和外部氣體向瓶?jī)?nèi)滲透的性能要求，從而使得這種瓶子完全符合藥品包裝的特殊要求。

藥瓶注吹設(shè)備是把注射塑化機(jī)構(gòu)與立式吹塑機(jī)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，主要用來(lái)加工HDPE、PP原料的藥瓶。熔融料經(jīng)注射后，熔融料經(jīng)過(guò)型坯定型—吹塑兩道工藝才成最終制品，注吹中空成型不能成型形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，且成型的瓶子多數(shù)容積較小（一般為10～800 mL）。

4.2.2.5.1 藥瓶注吹機(jī)的功能化的科學(xué)發(fā)展

（1）高速注吹成型技術(shù)的發(fā)展

廣西柳州精業(yè)機(jī)器有限公司推出的新一代“旋風(fēng)”WIB系列雙工位注吹中空成型設(shè)備，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成工位動(dòng)作的切換，實(shí)現(xiàn)了注射塑化和吹塑兩個(gè)工位同步工作，液壓系統(tǒng)采用變量泵節(jié)能系統(tǒng)，部分配合伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是主機(jī)在不增加能耗的同時(shí)，將生產(chǎn)效率提高約50%，并使單位產(chǎn)品成本降低50%以上。該公司自主開發(fā)了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的“復(fù)合芯”技術(shù)，將實(shí)心芯子閥桿設(shè)計(jì)為空心，使冷卻煤質(zhì)能夠在芯模內(nèi)部形成循環(huán)，不僅起到調(diào)節(jié)模具溫度的作用，同時(shí)還能完成吹排氣的功能，縮短了吹瓶成型時(shí)間，拓寬了原料的使用范圍。江蘇維達(dá)機(jī)械有限公司于國(guó)內(nèi)率先開發(fā)成功1步法3工位注吹中空成型設(shè)備，近年來(lái)更是以每年推出100條生產(chǎn)線的規(guī)模高速發(fā)展。

（2）注吹模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)

模內(nèi)標(biāo)簽有別于傳統(tǒng)標(biāo)簽包裝的工業(yè)綠色化革命，同時(shí)適應(yīng)綠色環(huán)保包裝、產(chǎn)品防偽包裝的發(fā)展趨勢(shì)。模內(nèi)貼標(biāo)把標(biāo)簽在模內(nèi)高溫下與吹制的容器熔合為一體，減少生產(chǎn)工序結(jié)合自然，具備防水、防油、防霉等特性，在各種惡劣環(huán)境下，不易脫落，而且商標(biāo)更美觀；在瓶標(biāo)中植入二維碼，將手機(jī)終端與瓶標(biāo)相結(jié)合，能夠?qū)⒏嘈畔鬟f給使用者手中；標(biāo)簽與制品可以同時(shí)回收，簡(jiǎn)化了再生過(guò)程，兼顧了環(huán)境保護(hù)，這與現(xiàn)行倡導(dǎo)的環(huán)保主題是相一致的。江蘇維達(dá)機(jī)械有限公司與日本YUBO公司等單位合作，成功實(shí)現(xiàn)了模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)在注吹機(jī)上的應(yīng)用，可在10～800 mL容積的扁瓶、圓瓶、方形瓶、橢圓形瓶上模內(nèi)貼標(biāo)，貼標(biāo)時(shí)間為1.8～2 s，提高了藥瓶標(biāo)簽的衛(wèi)生狀況及周期壽命。

（3）功能化檢測(cè)技術(shù)

Amcor公司紅外視覺(jué)在線檢測(cè)系統(tǒng)，不僅可以檢測(cè)成型瓶子內(nèi)、外部的尺寸變化和污染情況，甚至還可以檢查出瓶壁中的污染物。

4.2.2.5.2 藥瓶注吹機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

信息元件植入技術(shù)。醫(yī)藥瓶信息化是發(fā)展的方向。藥瓶含有信息元件，進(jìn)一步提高了防偽功能及提供更多的信息，如何克服注塑型坯高溫及吹脹工藝的影響，保證信息元件的植入，是目前迫切需要解決的實(shí)際技術(shù)。注吹機(jī)制造企業(yè)應(yīng)與信息研究、醫(yī)藥等相關(guān)單位組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同研究。

藥瓶高性能化。注吹成型與塑料發(fā)泡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，研發(fā)物理微發(fā)泡的藥瓶，提高藥瓶及藥物的保溫、抗沖擊等性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)容器減量化、減少塑料原料的耗用量。

4.2.2.6 醫(yī)療培養(yǎng)皿注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

醫(yī)療培養(yǎng)皿用于從光學(xué)角度分析微生物和細(xì)胞，必須具有較高的透明度、透光率及平整的地步，生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)禁手動(dòng)干預(yù)。Engel公司與德國(guó)Hekuma 公司、法國(guó)Castelnaudary Plastisud 公司合作，研發(fā)的vistory 1350/300醫(yī)療培養(yǎng)皿注塑系統(tǒng)，全電動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、無(wú)拉桿的合模機(jī)構(gòu)保證了成型的潔凈度，注塑機(jī)與機(jī)械手使用同一數(shù)據(jù)庫(kù)，并精確協(xié)調(diào)兩者的運(yùn)行順序，機(jī)械手可在開模過(guò)程中進(jìn)入模具區(qū)，有助于縮短周期時(shí)間；采用全自動(dòng)成對(duì)脫模，并進(jìn)行組裝、堆疊和打包，隔絕了手動(dòng)干預(yù)。

4.2.3 醫(yī)學(xué)醫(yī)療塑料件注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

醫(yī)學(xué)醫(yī)療塑料件注塑機(jī)精密化、小型化。器官類、手術(shù)類、測(cè)試類等醫(yī)療塑料制品應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，微型化、精密化的醫(yī)療塑料制品迅速發(fā)展，復(fù)雜的集成式醫(yī)療器械，如吸入器、胰島素計(jì)量筆等，由復(fù)雜的、且能完成特定功能（如存儲(chǔ)、霧化和計(jì)量）的多個(gè)精密部件組裝而成，對(duì)塑料結(jié)構(gòu)件之間的配合精度以及相互之間的作用力要求很高。

高速高效成型。注射器、滴管、瓶蓋這類一次性醫(yī)用產(chǎn)品的用量非常大，因此要求注塑生產(chǎn)周期短的功能化注塑機(jī)。采用多模腔、短循環(huán)周期來(lái)滿足生產(chǎn)要求。

4.3 功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

全電動(dòng)注塑機(jī)是一種高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的高能效的功能化注塑機(jī)。根據(jù)注塑工藝要求，進(jìn)一步提高其成型功能的科技含量，實(shí)現(xiàn)不同的高新技術(shù)的注塑成型功能。

4.3.1 功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的功能化機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展

全電動(dòng)注塑機(jī)在機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、控制、伺服電機(jī)的選用等方面按成型對(duì)象的要求，進(jìn)行功能化的特定開發(fā)。

4.3.1.1 高速注射功能的科學(xué)發(fā)展

功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的高速注射功能的技術(shù)關(guān)鍵是提高伺服控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，包括伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)。

日精樹脂工業(yè)株式會(huì)社的新ELJECT NEX系列全電動(dòng)注塑成型機(jī)。同行業(yè)中最快射出掃描時(shí)間100 μs（新控制裝置TACT）的超高速控制，從而實(shí)現(xiàn)了高精度、穩(wěn)定成形。提高了工藝控制、V-P切換控制的應(yīng)答性能、再現(xiàn)性能， 發(fā)揮高速成形的威力。

4.3.1.2 精密合模機(jī)構(gòu)的科學(xué)發(fā)展

日本東洋金屬株式會(huì)社的SI-IV系列全電動(dòng)注塑成型機(jī)是對(duì)原舊機(jī)型的存在缺陷，改進(jìn)提高，開發(fā)的新一代全電動(dòng)注塑機(jī)。新式V形高壓鎖模裝置產(chǎn)生的移動(dòng)模板中央壓縮效果和最佳的模具安裝盤形狀相輔相成，移動(dòng)模板的受力形式等同與直壓式合模機(jī)構(gòu)，使模具形成全面均等鎖模力，減小了對(duì)模具精度的影響，縮短連桿長(zhǎng)度及滾珠螺桿行，縮短開關(guān)模時(shí)間。Si-IV采用了全新設(shè)計(jì)的高速頂針，除大幅度提升了頂針最高速度之外，還達(dá)到了縮短加、減速時(shí)間和頂出時(shí)間的目的。

日精樹脂工業(yè)株式會(huì)社精密成形的新鎖模裝置“Flat Clamp”，降低模板撓度，提高鎖模力的均度。提高肘桿銷、可動(dòng)板滑座等滑動(dòng)部位的高剛性、耐磨性，長(zhǎng)期保持高精度開模、鎖模。在容易承受負(fù)荷的射出軸上配備新開發(fā)的液體潤(rùn)滑式滾珠絲杠， 實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期保持精度和高耐久性。

4.3.1.3 高動(dòng)態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)的研發(fā)

日精公司NEX系列全電動(dòng)注塑機(jī)采用自行開發(fā)的Tact控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中包含保壓壓力、合模壓力以及模內(nèi)工藝控制等標(biāo)準(zhǔn)控制程序，系統(tǒng)掃描時(shí)間為0.1 ms，可使注射壓力波動(dòng)降低50%，空運(yùn)轉(zhuǎn)周期比以前減幅35%，注射速度提升40%，從而實(shí)現(xiàn)了高精度、穩(wěn)定成形，提高了工藝控制、V-P切換控制的應(yīng)答性能、再現(xiàn)性能，發(fā)揮高速成形的威力。

日本東芝全新EC-S全電動(dòng)注塑機(jī)，把動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間只有15 ms、加速度達(dá)到6.8 G的最高端的交流伺服電機(jī)運(yùn)用到注射驅(qū)動(dòng)上，達(dá)到高速微注射成形，保壓壓力可達(dá)到注射壓力，注射速度可達(dá)到500 mm/s。

4.3.1.4 熔融質(zhì)量精密控制技術(shù)的科學(xué)發(fā)展

功能化全電動(dòng)注塑機(jī)實(shí)施精密成型，精密控制熔融質(zhì)量是技術(shù)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的熔融質(zhì)量的控制是控制塑料原料在機(jī)筒中的塑化質(zhì)量，即控制塑化的轉(zhuǎn)速和加熱溫度的兩個(gè)技術(shù)參數(shù)，未考慮到射出因數(shù)對(duì)熔融體質(zhì)量的影響，不能適應(yīng)精密成型技術(shù)的發(fā)展。

熔融質(zhì)量是指熔融料射出噴嘴的熔融質(zhì)量，主要涉及到塑料原料在機(jī)筒中的塑化質(zhì)量因數(shù)和射出因數(shù)。

溫度是熔融質(zhì)量的直觀反映，溫度的變化會(huì)直接影響到熔融體內(nèi)部的壓力及密度。熔融體射出噴嘴過(guò)程中，受到射出壓力和速度的兩個(gè)因數(shù)的影響，溫度并不是一成不變的，有時(shí)可能出現(xiàn)上百度的變化，熔融質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的波動(dòng)，影響到射出計(jì)量的精度。精密控制熔融體的射出溫度，才能達(dá)到精密控制熔融質(zhì)量。

4.3.2 功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的主要加工對(duì)象為高端的工程塑料件。基于全電動(dòng)注塑機(jī)的特有的成型功能，進(jìn)行分類，創(chuàng)新創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)高端的功能化的塑料件的功能和性能。

4.3.2.1 導(dǎo)光板注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

超薄化、低應(yīng)力化達(dá)到提高光學(xué)特性是導(dǎo)光板的科學(xué)發(fā)展方向。日本住友公司采用注射—壓縮成型工藝的功能化全電動(dòng)注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。SE180EV—C330GP全電動(dòng)導(dǎo)光板注塑機(jī)，注射加速度達(dá)到9.3 G，注射速度從0躍升到1 000 mm/s，僅需8.7 ms；壓縮成型用的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)鎖模裝置，鎖模力從0達(dá)到額定鎖模力，標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間42 ms，高靈敏的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間31 ms，提高壓縮工序的精密定位的精度；專用的高剛性鎖模裝置，改善了澆口的毛刺及導(dǎo)光板的厚度偏差。成型實(shí)例：7英寸導(dǎo)光板，厚度0.38 mm，重量10 g，注射壓力94 MPa，1模2件，成型周期25 s。如用普通的注射工藝成型，模流分析表明，注射壓力需413.677 MPa，而且成型的產(chǎn)品的內(nèi)部應(yīng)力大且相差很大，光學(xué)性能達(dá)不到要求。

全電動(dòng)注射—壓縮成型與模內(nèi)修飾相結(jié)合。可進(jìn)一步清除光學(xué)件上由模具表面區(qū)域形成的廢邊，以及進(jìn)一步減少雙折射以提高產(chǎn)品的光學(xué)性能；由于在整個(gè)壓縮過(guò)程中，絕大部分時(shí)間是處于穩(wěn)定的壓力狀態(tài)，可對(duì)臨界幾何形狀的收縮和保壓之間進(jìn)行平衡。例如對(duì)于液晶顯示器覆蓋板來(lái)說(shuō)，應(yīng)用這種技術(shù)可以增加光的傳輸量4%。即可以從原來(lái)的最大傳輸量92%，提高到96%。

4.3.2.2 厚壁光學(xué)透鏡注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

塑料厚壁光學(xué)透鏡注塑成型是科技含量較高的成型技術(shù)。傳統(tǒng)的厚壁光學(xué)透鏡的注塑成型，為消除成型產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，構(gòu)件在模腔內(nèi)冷卻的時(shí)間超過(guò)2 min，以達(dá)到成型產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力全部釋放，整個(gè)成型周期約需3 min。

阿博格公司與Weber公司合作，在一臺(tái)Allrounder 520A“L”型雙組分全電動(dòng)注塑機(jī)上配備Weber公司創(chuàng)新的多時(shí)段旋轉(zhuǎn)厚壁光學(xué)透鏡模具，組成厚壁光學(xué)透鏡注塑機(jī)，實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)。全電動(dòng)注塑機(jī)的精密的注射量的控制性能，在厚壁光學(xué)透鏡的精密注射量控制的成型工藝中得到了發(fā)揮。

多時(shí)段旋轉(zhuǎn)厚壁光學(xué)透鏡模具設(shè)有3個(gè)注射工位、4個(gè)冷卻工位及1個(gè)取件工位。8個(gè)工位按45°分割。模內(nèi)進(jìn)行3次3層的逐步增厚的注塑，4個(gè)冷卻工位同時(shí)進(jìn)行。制件在第一注射工位經(jīng)立式注塑最厚的基座后，在后續(xù)3個(gè)工位逐步冷卻，消除了首次注塑產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；在第五工位，制件表面經(jīng)臥式采用同樣的材料注塑較厚的第二層，然后進(jìn)入第六冷卻工位，消除了第二次注塑產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；在第七工位，制件表面再次經(jīng)臥式采用同樣的材料注塑最薄的第三層，制件在第八工位被取出。成型周期時(shí)間由180 s縮短至55 s。

4.3.3 功能化全電動(dòng)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

超高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的伺服電機(jī)及其系統(tǒng)的開發(fā)。國(guó)內(nèi)全電動(dòng)注塑機(jī)用的伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間一般為50 ms，同比日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的10～15 ms的超高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的線性伺服電機(jī)的性能相差較大，成了國(guó)內(nèi)開發(fā)超高注射速度的全電動(dòng)注塑機(jī)的瓶頸。

功能化的高性能控制技術(shù)的研發(fā)。東芝機(jī)械制造有限公司EC-SX智能化全電動(dòng)注塑機(jī)，采用了東芝機(jī)械最新型的處理控制器，能夠更精確地控制注塑機(jī)，而運(yùn)算速度提高了40%。自行研發(fā)的智能化DST控制軟件用于控制注射 和合模過(guò)程，可保持加工穩(wěn)定性，保證每個(gè)部件的重量偏差維持在非常低的水平，在使用再生料進(jìn)行加工的情況下其優(yōu)勢(shì)特別明顯。東芝機(jī)械制造有限公司為防止智能化DST控制軟件外泄，DST控制軟件僅限在日本國(guó)內(nèi)使用。

4.4 包裝制品注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

為適應(yīng)塑料包裝的發(fā)展，包裝制品注塑機(jī)成為注塑機(jī)的一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，近年來(lái)成為研發(fā)的重點(diǎn)。包裝制品注塑機(jī)按制品的功能、性能等要求，又細(xì)分為不同功能的專用化注塑機(jī)。

4.4.1 包裝制品注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

注塑成型的包裝件的品種多且排量和數(shù)量度很大，功能細(xì)分化更能提高包裝件的生產(chǎn)效率及節(jié)約資源型的降低生產(chǎn)成本。

4.4.1.1 高速薄壁注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

塑料包裝容器向薄壁化方向發(fā)展，以節(jié)材節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)。例如用于食品包裝的PP碗盒的壁厚由往常的0.6～1 mm減薄制0.3～0.5 mm，節(jié)約了約一半塑料消耗。

富強(qiáng)鑫集團(tuán)以“節(jié)能、高效”為主題，聚焦于包裝行業(yè)的產(chǎn)品運(yùn)用，A-PACK 新一代模內(nèi)貼標(biāo)生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)薄殼飲料杯。該系統(tǒng)的生產(chǎn)效能更加提升，并進(jìn)化為真空與靜電兩用之供標(biāo)模塊，適用于不同生產(chǎn)需求。整套系統(tǒng)包括：AF-200高速閉回路油電復(fù)合式精密射出機(jī)、1模4穴飲料杯熱澆道模具、側(cè)取式高速供標(biāo)系統(tǒng)及成品取出系統(tǒng)，生產(chǎn)周期約5 s，一套系統(tǒng)若每日24 h不停運(yùn)轉(zhuǎn)，估計(jì)每月可生產(chǎn)200萬(wàn)個(gè)成品。

伊之密精密機(jī)械有限公司高速薄壁快餐盒疊模成型生產(chǎn)線（UN320SC）的主要特點(diǎn)為一體化解決方案，提供了“供料、成型、取出、堆垛和打包”的自動(dòng)化生產(chǎn)，可提高效率、節(jié)省成本和便于管理。UN320SC國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的一出4腔疊模薄壁飯盒成型，單個(gè)質(zhì)量為20 g，成型周期在5 s以內(nèi)，體現(xiàn)了高效生產(chǎn)的系統(tǒng)特點(diǎn)。

ARBURG（阿博格），是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)生產(chǎn)商，所生產(chǎn)的注塑機(jī)鎖模力為 125～5 000 kN。用于包裝行業(yè)的ALLROUNDER 570 H，其配備了伺服電子鎖模單元，帶蓄能器的液壓注射單元和伺服電子預(yù)塑。All-rounder 570H 薄壁注塑機(jī)，鎖模力2 000 kN，配雙模腔模具，成形36.5 g的薄壁快餐盒，成形周期僅為4.3 s。

4.4.1.2 PET回料—瓶坯的再生成型的注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

赫斯基公司開發(fā)的全球首款可大量采用食用級(jí)再生PET粉碎料生產(chǎn)瓶坯的注塑系統(tǒng)，在線溶料過(guò)濾可防止出現(xiàn)可能影響瓶體質(zhì)量的黑斑和其他污染物；全新的擠出塑化設(shè)計(jì)能夠更好地處理顆粒與粉碎料的混合物，從而解決了使用再生PET粉碎料生產(chǎn)PET瓶特定的技術(shù)難題。HyPET RF300注塑系統(tǒng)，配一副72腔的模具，對(duì)含有50%新料和50%再生粉碎料的混合料進(jìn)行加工，以10.5 s的周期生產(chǎn)34.7 g的EcoBaseTM瓶坯。

4.4.1.3 多結(jié)構(gòu)多形式瓶坯注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

傳統(tǒng)的瓶坯注塑機(jī)的整體結(jié)構(gòu)都為臥式塑化注射和臥式合模。

Krauss Maffei公司的 PET Form 立臥式注塑機(jī)，立式合模機(jī)構(gòu)，電液混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。臥室注射塑化機(jī)構(gòu)，獨(dú)立運(yùn)行的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高效塑化性能的HPX螺桿的塑化機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步縮短了循環(huán)周期。瓶坯能夠在重力作用下落到下面的抓取裝置上，快速移出模具工位處，縮短了循環(huán)周期。配備一副96腔模具，生產(chǎn)重27 g的0.6 L 的PET熱灌裝瓶坯，循環(huán)周期僅27 s。

4.4.1.4 高效節(jié)能瓶蓋注塑設(shè)備的科學(xué)發(fā)展

瓶蓋生產(chǎn)周期越來(lái)越短，一次成型的瓶蓋個(gè)數(shù)越來(lái)越多。

（1） 群腔瓶蓋高速注塑設(shè)備

群腔瓶蓋模具是實(shí)現(xiàn)高速瓶蓋成型的關(guān)鍵。群腔瓶蓋模和高速注射機(jī)向結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)率。群腔瓶蓋模具的熱流道技術(shù)是群腔瓶蓋模具的技術(shù)核心，瓶蓋輕量化的水平取決于群腔模具的整體技術(shù)水平。成型的速度取決于瓶蓋注塑機(jī)的整體技術(shù)水平及原料的流動(dòng)性。

赫斯基公司的HyCAP海蓋普瓶蓋注射系統(tǒng)，系統(tǒng)的注塑準(zhǔn)確性和熱流道的平衡性減少了產(chǎn)品重量的差異，改善了工藝窗口限制，72腔的系統(tǒng)能夠以2.5 s的注塑周期生產(chǎn)重量不到1.0 k直徑為26 ms的瓶蓋。住友德馬格一臺(tái)EI-Exis SP420-3000液電復(fù)合驅(qū)動(dòng)高速瓶蓋注塑機(jī)，其配備用于生產(chǎn)直徑28 mm、重量1.2 g瓶蓋的96腔模具組成的完整單元，螺桿長(zhǎng)徑比25∶1，成型周期僅不到2 s。Engel公司與法國(guó)Plastisud公司合作，研發(fā)了Green Cap瓶蓋注塑設(shè)備，設(shè)備同比于市場(chǎng)的同類設(shè)備，節(jié)約能耗約50%。Sumitomo機(jī)械公司與Plastisud公司合作，研發(fā)了法國(guó)道達(dá)爾公司的96腔HDPE瓶蓋注塑設(shè)備，塑化螺桿為長(zhǎng)徑比25的特殊的反混屏障型螺桿，生產(chǎn)周期1.3 s，每小時(shí)生產(chǎn)重1.3 g的螺紋瓶蓋19萬(wàn)個(gè)，一年達(dá)到15億個(gè)。

（2）多層多腔瓶蓋注塑模

陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院通過(guò)分析早餐杯密封蓋的結(jié)構(gòu)、材料、成型等特征，自主開發(fā)4（層）×8（腔）的疊層注射模具，可在相同或更短的時(shí)間內(nèi)制造更多更好的產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)率，降低了產(chǎn)品成本。運(yùn)用了CAE對(duì)模具的成型性能分析，優(yōu)化模具的成型工藝性能，預(yù)測(cè)塑件的成型質(zhì)量；模具結(jié)構(gòu)采用多層疊組合活動(dòng)型芯和型腔，定距開模，推件板強(qiáng)制脫模機(jī)構(gòu)， 整套模具結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠，制品脫模順利，生產(chǎn)的塑件精度高，產(chǎn)品完全達(dá)到客戶要求。成型早餐杯密封蓋，材料為HDPE，塑件呈圓形淺腔，直徑為Φ60.00 mm， 側(cè)壁帶有一條截面半徑為R=0.8 mm的半圓凸臺(tái)，要求上下表面均光滑無(wú)痕，一般精度等級(jí)MT6，第一層的填充時(shí)間為0.8 448 s，最后一層即第四層的填充時(shí)間為0.9 093 s。四層疊層注射模具同比單層模具的生產(chǎn)率高五倍以上。

4.4.2 包裝制品注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

節(jié)能、環(huán)保、潔凈、節(jié)材、智能控制等是包裝制品注塑機(jī)的重點(diǎn)研發(fā)的綠色技術(shù)。

輕量化、減量化、雙物料模內(nèi)組裝是瓶蓋注塑機(jī)的功能發(fā)展方向。

瓶蓋與瓶體的清潔度的密封副至今還未有令人滿意的結(jié)構(gòu)，研發(fā)瓶的清潔度的密封副，進(jìn)而研發(fā)加工的全套解決方案。

4.5 功能化立式注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

普通型立式注塑機(jī)在20世紀(jì)80年代初的發(fā)展速度很快，經(jīng)濟(jì)效益也很可觀，后來(lái)走向衰落。臺(tái)灣功能化的立式注塑機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)，適應(yīng)國(guó)內(nèi)電子、電器行業(yè)發(fā)展的需求，立式注塑機(jī)從21世紀(jì)初開始進(jìn)入第二個(gè)發(fā)展周期。

4.5.1 立式注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

立式注塑機(jī)由通用化走向功能化，功能細(xì)分化在立式注塑機(jī)上最能體現(xiàn)出來(lái)，各種形式的結(jié)構(gòu)、控制、加工工藝等，簡(jiǎn)直是琳瑯滿目，例如注塑功能有：LED支架、BMC、LED連接器、傘骨機(jī)、酒瓶塞、空濾、電子線纜線束、LSR、高爾夫球、牙刷、拉鏈等；結(jié)構(gòu)形式有：“C”型無(wú)導(dǎo)柱式、立臥組合式、轉(zhuǎn)盤式、圓盤式、單滑板式、雙滑板式、雙色注塑式、單工位式、雙工位式、立鎖臥射式、立鎖立射式等；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)形式有：氣動(dòng)式液壓式、電動(dòng)式、液電組合式等。杭州大禹機(jī)械有限公司以高效、節(jié)能、經(jīng)久耐用為設(shè)計(jì)理念， 全面展開個(gè)性化、專用化匹配的高端技術(shù)解決方案，堅(jiān)持綠色環(huán)保低碳理念，向智能化方向發(fā)展，堅(jiān)持走科技創(chuàng)新之路，通過(guò)不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新，根據(jù)廣大客戶的不同需求進(jìn)行針對(duì)性的開發(fā)與運(yùn)用，提供最佳的產(chǎn)品和技術(shù)，2009年成功推出亞洲首臺(tái)650 t的聯(lián)動(dòng)鎖模伺服轉(zhuǎn)盤節(jié)能雙色立式注塑機(jī)，功能化的立式注塑機(jī)達(dá)到21個(gè)品種，并且還在不斷開發(fā)，引領(lǐng)立式注塑機(jī)行業(yè)發(fā)展。2009年，深圳市德潤(rùn)機(jī)械有限公司率先推出半自動(dòng)全自動(dòng)E27節(jié)能燈頭專用機(jī)，國(guó)內(nèi)的六大燈頭廠均是該公司的長(zhǎng)期客戶；粉末成型立式注塑機(jī)，適應(yīng)陶瓷粉末、鎢鋼粉末、磁鐵粉末、鋁鐵粉末、MIM粉末等注射成型。

4.5.2 立式注塑機(jī)的高速高動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能的科學(xué)發(fā)展

Niigata的MDVs-IV 和MDVRs-IV立式圓盤電動(dòng)注塑機(jī)（鎖模力550～1 100 kN）配有新開發(fā)的軟件，能提高注射速度、反應(yīng)靈敏度和注射精度，切換或轉(zhuǎn)盤的反應(yīng)提高了20%，操作臺(tái)振動(dòng)降低了20%。A U.S.的ET-90HR4 全電動(dòng)垂直合模、水平注射，四工位1 s左右旋轉(zhuǎn)90°。Toyo/Maruka 900 kN鎖模力的立式電動(dòng)注塑機(jī)ET-90VR2連接在一個(gè)45 t重的模頭，允許操作工為不同模具設(shè)定不同的注塑過(guò)程。

4.5.3 功能化立式注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

智能化立式注塑機(jī)的發(fā)展將會(huì)明顯提高立式注塑機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，有力地提高塑料機(jī)械高質(zhì)量、高效率、低損耗的生產(chǎn)能力，并為實(shí)現(xiàn)無(wú)人車間、無(wú)人工廠提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

超大型立式注塑機(jī)的研發(fā)。由于工程塑料發(fā)展特別是結(jié)構(gòu)泡沫塑料等在汽車、機(jī)械、大型家用電器、建筑、宇航、船舶等工業(yè)部門的廣泛發(fā)展和應(yīng)用，立式注塑機(jī)轉(zhuǎn)向大型化。超大型立式注塑機(jī)的研發(fā)目的成型臥式注塑機(jī)無(wú)法成型的塑料件，或成型相同的塑料件，但在經(jīng)濟(jì)效益上明顯高于臥式注塑機(jī)。超大型立式注塑機(jī)并不等于具備超大的鎖模力，而是具有降耗節(jié)能、節(jié)約高分子資源等綠色技術(shù)性能的成型超大型塑料件的成型能力，設(shè)備結(jié)構(gòu)上僅體現(xiàn)出立式鎖模的型式。

4.6 注射-膨脹注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

注射-膨脹成型工藝是目前世界上最高端的注塑技術(shù)，主要靠氣孔的膨脹來(lái)填充制品，并在較低且平均的壓力下完成制件的成型，同比相應(yīng)的實(shí)心件的重量輕30%，高光滑無(wú)流痕的表面質(zhì)量。

注射-膨脹成型可分成三個(gè)階段。

首先，將超臨界流體（CO2或N2）溶解到熱融膠中形成單相溶體，并在一定的恒定壓力下保持下來(lái)；然后，通過(guò)開關(guān)式射嘴將單相溶體射入溫度和壓力較低的模具型腔中，形成微發(fā)泡產(chǎn)品。由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性，從而在制品中形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長(zhǎng)大生成微小的孔洞。發(fā)泡后的制品的表層還是未發(fā)泡的實(shí)體層，這是由于模具溫度較低，表面樹脂冷卻迅速，細(xì)胞核沒(méi)有成長(zhǎng)的時(shí)間而導(dǎo)致的。注射—膨脹成型工藝不需要依靠機(jī)器的不斷保壓，即可實(shí)現(xiàn)熔體的順利填充，因此大大減少了產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力，并保證了產(chǎn)品不同位置的平均收縮，有效提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，還顯著減輕了制品的重量，消除了飛邊。

4.6.1 注射-膨脹成型技術(shù)的科學(xué)發(fā)展

Trexel公司的“Micelle”微發(fā)泡成型工藝是最廣泛應(yīng)用的注射—膨脹成型技術(shù)。該工藝所配備的模具不需要進(jìn)行反復(fù)精調(diào)，只要在運(yùn)行正常的情況下，就能夠保證注射成型的質(zhì)量。廣泛用于歐美汽車配件行業(yè)以及高端電子產(chǎn)品行業(yè)。此技術(shù)大大提高良品率，產(chǎn)品不易變形，可以將制件的生產(chǎn)尺寸精度控制在0.01～0.001 mm之間，有時(shí)甚至能夠達(dá)到0.001 mm以下。并可節(jié)省6%～12%材料，縮短15%～40%注塑周期時(shí)間，以及降低30%～80%的鎖模力要求。對(duì)大型化及厚壁產(chǎn)品則更可以顯現(xiàn)發(fā)泡的效果來(lái)節(jié)省材料。發(fā)泡技術(shù)使保壓壓力大幅度降低，因此簡(jiǎn)化了模具設(shè)計(jì)，從而降低了模具的成本。

4.6.2 注射-膨脹注塑機(jī)的功能特色化的科學(xué)發(fā)展

物理發(fā)泡技術(shù)與發(fā)泡模具的循環(huán)加熱技術(shù)以及基于模具高精密開啟的泡沫膨脹技術(shù)相結(jié)合。

臺(tái)灣聯(lián)塑機(jī)械有限公司的高精度微孔物理熱塑性塑料注塑的新工藝采用了物理發(fā)泡技術(shù)，使用氮?dú)饣蚨趸甲鳛樘砑託怏w，發(fā)明專利的無(wú)間斷進(jìn)氣壓縮技術(shù)，保證氣體均勻進(jìn)入融化塑料內(nèi)。均勻塑化的含氣融化塑料進(jìn)入恒壓儲(chǔ)藏室，之后到達(dá)射出料管內(nèi)然后通過(guò)專門閥控制注射入模腔，并防止原料過(guò)早溢出，有效保證整體發(fā)泡過(guò)程。因?yàn)樵虾湍＞叱跏紲囟冉档停瑢?dǎo)致冷卻時(shí)間縮短。很好的保證了產(chǎn)品表面與邊緣的固定成型。因瞬間發(fā)泡定型，因此無(wú)需保壓過(guò)程，因此除了可以縮短成型周期與節(jié)省能耗外，更可以因?yàn)榻档蛢?nèi)應(yīng)力而避免對(duì)材料特性產(chǎn)生破壞。

震雄超臨界超微發(fā)泡注塑系統(tǒng)。結(jié)合了震雄“Ai”系列全閉環(huán)高速注塑機(jī)、SPS3300歐洲標(biāo)準(zhǔn)高速電腦控制器、以及Trexel公司之專利“Micelle”系統(tǒng)。全機(jī)采用穆格公司的高速/高精度/高響應(yīng)伺服系統(tǒng)，配合最精確的傳感器反饋，使射膠、保壓及背壓俱達(dá)到高伺服級(jí)數(shù)的表現(xiàn)，注射速度達(dá)500 mm/s。

4.6.3 注射-膨脹注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

（1）模具開啟的精密定位的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制技術(shù)。精密模溫控制技術(shù)。

（2）國(guó)內(nèi)還無(wú)“Micelle”系統(tǒng)，只能與Trexel公司配套。

（3）拓展應(yīng)用領(lǐng)域。注射—膨脹成型可較大幅度降低注塑件重量，對(duì)航空、交通等行業(yè)實(shí)現(xiàn)減量化具有極大的科學(xué)發(fā)展空間。例如，飛機(jī)及高鐵的塑料座椅采用注射-膨脹成型，重量降低30%，可大幅降低燃料油、電力的消耗，降低CO2的排放量。

4.7 功能化超大型注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

超大型注塑機(jī)走向功能化，更能體現(xiàn)出節(jié)約資源、資源再生利用、節(jié)能降耗的綠色化，降低塑料件的制造成本，推廣超大型塑料件的應(yīng)用。

根據(jù)以最少的資源投入來(lái)達(dá)到既定的目的，進(jìn)而從源頭就注意節(jié)約資源和能源、實(shí)現(xiàn)低碳排放的綠色成型加工要求。

4.7.1 功能化超大型注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

超大型注塑機(jī)裝載功率大、能耗高、投資大、資源消耗大。超大型注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)功能化的目的，通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)造，同比通用型超大型注塑機(jī)，達(dá)到成型同樣的超大型塑料件，裝載功率低、能耗低、投資小、資源消耗低。

4.7.1.1 大型塑料垃圾箱超大型注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

垃圾分類的環(huán)保業(yè)的發(fā)展，大型塑料垃圾箱的應(yīng)用前景廣闊。目前242 L的塑料垃圾箱已普及應(yīng)用，600 L、1 000 L、2 200 L的3種塑料垃圾箱也將獲得推廣應(yīng)用。大型垃圾箱的結(jié)構(gòu)型式，唯由注塑成型才能達(dá)到要求。塑料垃圾箱的附加值不高，設(shè)備的投資成本高，如242 L的垃圾箱，28 000 kN鎖模力的通用注塑機(jī)才能達(dá)到成型加工要求，而這種規(guī)格的通用注塑機(jī)及模具的投資需約500萬(wàn)，設(shè)備裝置功率約450 kW，加工企業(yè)需進(jìn)行電網(wǎng)擴(kuò)容才能滿足動(dòng)力要求。如成型600 L、1 000 L、2 200 L的塑料垃圾箱，如按標(biāo)準(zhǔn)化式的注塑原理開發(fā)注塑機(jī)，設(shè)備的制造成本很高，制造的技術(shù)難度很高，例如，成型2 200 L垃圾箱的模板的外形尺寸約4 m×4.1 m，對(duì)于制品成型加工的用戶的投入太高，難以接受。注塑成型大型塑料零件箱的設(shè)備唯有向功能化發(fā)展，才能降低成本，提高用戶的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

大型塑料垃圾箱超大型注塑機(jī)的研發(fā)重點(diǎn)是開發(fā)新工藝達(dá)到降低設(shè)備成本及裝載功率。天津市岱曼得科技發(fā)展有限公司根據(jù)242 L垃圾箱的成型特點(diǎn)，開發(fā)具有特殊加工能力的15 000 kN鎖模力的注塑機(jī)，整機(jī)裝載功率200 kW，其中液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)功率僅37 kW、塑化電機(jī)功率45 kW，整機(jī)重量33 t，整套設(shè)備包括模具的制造成本僅200萬(wàn)。多點(diǎn)熱流道注射，降低了塑化熔融溫度，達(dá)到降低制品冷卻時(shí)間；注射速度達(dá)到5 000 cm3/s；塑化不占用成型周期時(shí)間。成型周期6 min。容模寬度不受限制，可以安裝600 L垃圾箱模具，注射容量可滿足600 L垃圾箱21.6 kg重量的要求。通過(guò)增加模外熱流道注射點(diǎn)，達(dá)到降低鎖模力，同時(shí)在模具上增加鎖模器數(shù)量，提高鎖模力，可達(dá)到600 L垃圾箱的模具鎖緊要求。根據(jù)此鎖模原理，可滿足40 000 kg重量以下的普通精度的塑料制品的注射成型。擠出塑化及柱塞注射，降低了對(duì)成型原料流動(dòng)性能的要求，可注射混有較大比例回料的原料。整機(jī)重量為成型同類塑料垃圾箱的通用注塑機(jī)的1/4～1/5，大幅降低了資源利用，減少了碳排放。

4.7.1.2 雜混廢塑料回收利用的注塑成型設(shè)備的科學(xué)發(fā)展

絕大多數(shù)廢塑料為含有ABS、PP、PS、PE等不同成分的雜混型，使雜混廢塑料能再生高強(qiáng)度復(fù)合基塑料原料方面取得突破，回收利用成型市場(chǎng)急需的特定的塑料制品，成為“無(wú)害化、減量化、資源化”的綠色化塑料工程的科學(xué)發(fā)展的重要組成部分。泰瑞機(jī)器股份有限公司瞄準(zhǔn)這一領(lǐng)域，2013年與高校聯(lián)合開發(fā)出擠注復(fù)合成型的超大型注塑系統(tǒng)，解決了雜混廢塑料復(fù)合材料回收中性能不同的多種樹脂材料復(fù)合混煉的技術(shù)難關(guān)，直接注射成型為大型托盤、連體陰井等新型產(chǎn)品，達(dá)到高效處理和高附加值的綠色化應(yīng)用，帶動(dòng)了包裝、運(yùn)輸、能源、建筑、市政環(huán)衛(wèi)等行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

創(chuàng)新創(chuàng)造廢料回收再生的復(fù)合注塑成型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源永續(xù)利用，降低超大型注塑件的成型加工成本。運(yùn)用注射—壓縮、氣體發(fā)泡注塑、廢舊料在線混煉增強(qiáng)注塑、注射-模壓等成型加工工藝及其組合于超大型注塑件的復(fù)合成型加工技術(shù)。德國(guó)MBM機(jī)械曼多夫股份公司的LCM 15050超大型注塑機(jī)，把注射-壓縮和廢舊料在線混煉增強(qiáng)注塑的兩中工藝結(jié)合起來(lái)，將預(yù)先選好的廢塑料經(jīng)輸送帶送入破碎機(jī)，破碎料和玻璃纖維在混煉箱中被切斷并和破碎料混合壓實(shí)，混煉料進(jìn)入擠出機(jī)塑化混煉并排氣，在供應(yīng)給注塑裝置中，熔體進(jìn)入部分關(guān)閉的模具中，注射結(jié)束，模具完全合緊，壓實(shí)模腔中熔料，使材料均勻分布，終成品冷卻后取出模腔。

4.7.1.3 注射-壓縮成型超大型二板注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

注射—壓縮成型是一種低壓注塑、直接降低成型鎖模力的低能耗成型技術(shù)。

縱觀國(guó)內(nèi)研制的超大型二板注塑機(jī)，在結(jié)構(gòu)原理、成型加工的工藝等方面沒(méi)有突出“超大型”注塑機(jī)的特征，僅在鎖模力的超大化、加工能力超大化上做文章，在鎖模力上比“超大”，拼的是金加工的制造水平，而不是圍繞超大型制品綠色化可持續(xù)發(fā)展上進(jìn)行設(shè)備的機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、成型加工原理及工藝等方面進(jìn)行“智慧”的創(chuàng)新創(chuàng)造，設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)超大型制品的塑料化，不能實(shí)現(xiàn)超大型制品的綠色化。

二板注塑機(jī)是一種功能化注塑機(jī)。移模行程不受機(jī)構(gòu)限制，可設(shè)計(jì)為大行程合模機(jī)構(gòu)，液壓合模機(jī)構(gòu)適宜于開發(fā)為實(shí)現(xiàn)注射—壓縮成型，達(dá)到液壓驅(qū)動(dòng)的三板注塑機(jī)不可實(shí)現(xiàn)的節(jié)能降耗的綠色化功能和性能。ENGEL大型兩扳機(jī)，具有多種注射—壓縮成形工藝，成形無(wú)應(yīng)力大型汽車薄壁件。加拿大HUSKY公司的低壓注塑成型技術(shù)的二板注塑機(jī)，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術(shù)1/3時(shí)，仍可高質(zhì)量的保證制品成型，使機(jī)器的體積和重量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大意義。

注射-壓縮二板注塑機(jī)不同于普通的二板注塑機(jī)，主要區(qū)別是前者需產(chǎn)生一次合模力，其位置和一次合模力可調(diào)，二次合模的鎖緊力小；后者只有一次合模的鎖緊力，移模油缸僅需克服摩擦力，不需對(duì)模具產(chǎn)生合模力。

注射-壓縮成型，大幅降低合模力，實(shí)現(xiàn)同比于三板機(jī)，以較低鎖模力成型同類同規(guī)格的塑料件。降低成型制件的設(shè)備鎖模力規(guī)格，也就大幅降低資源消耗和制造成本、降低用戶投資。

片面追求普通型的超大鎖模力的二板注塑機(jī)的開發(fā)，不是二板注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展方向，開發(fā)高端的注塑—壓縮成型工藝的綠色技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的方向。例如，用40 000 kN鎖模力成型出普通機(jī)需65 000 kN鎖模力的產(chǎn)品，就是重大的科技進(jìn)步。

4.7.1.4 多能化注射功能的超大型二板注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

富強(qiáng)鑫公司32 000 kN多能化注射功能的超大型鎖模力的二板注塑機(jī)，可實(shí)現(xiàn)單色、雙色的兩種成型加工，提高了市場(chǎng)適應(yīng)性，2013年底出口巴西并投入生產(chǎn)。

4.7.1.5 長(zhǎng)纖維塑料托盤注塑成型設(shè)備的科學(xué)發(fā)展

在2010年四月法國(guó)巴黎JEC?創(chuàng)新獎(jiǎng)評(píng)選中，南非LOMOLDTM集團(tuán)及其合作伙伴全力發(fā)、KHS Consulting cc公司（南非）、Addcomp Holland BV公司（荷蘭）和Owens Corning 公司（美國(guó)）共同推舉了一種長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（LFT）托盤的專利設(shè)計(jì)，該托盤有17%的玻纖增強(qiáng)的PP注射成型，其所采用的獲有專利的成型工藝有LOMOLDTM集團(tuán)經(jīng)過(guò)近10年的開發(fā)成功的低壓注塑—壓縮成型工藝，擠注塑化注射，是一種節(jié)能節(jié)材低成本的生產(chǎn)方法。南非LOMOLDTM集團(tuán)主要從事塑料原料配混。

LOMOLD成型工藝充分利用了注射成型和模壓成型的優(yōu)勢(shì)，以較低的剪切力和鎖模壓力，快速地生產(chǎn)出具有多種復(fù)雜設(shè)計(jì)特性的大型塑料部件，從而使得成型后的纖維長(zhǎng)度能夠保持在只有采用模壓成型方法才能達(dá)到的水平。根據(jù)制品的復(fù)雜程度，其纖維長(zhǎng)度通常在10～50 mm之間，而采用傳統(tǒng)的注射工藝成型出的制品，其纖維的長(zhǎng)度一般只有3～4 mm。由此可以生產(chǎn)出壁厚更薄、重量更輕、力學(xué)性能優(yōu)良的制品，提高了制品抗蠕變疲勞性，有助于降低生產(chǎn)成本。

成型122 cm×102 cm重16 kg的托盤，注射時(shí)間7 s，鎖模力1 800 t，成型周期70 s。負(fù)載1 300 kg，并在42 ℃高溫下保持40 a，負(fù)載偏斜量9 mm，超過(guò)了負(fù)載1 250 kg、并在室溫下保持30 a、負(fù)載偏斜量12 mm的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

模具。LOMOLD托盤模具由4 382個(gè)零件組成，重量近25 t。模具采用直徑100 mm的中心大澆口，沒(méi)有采用一般大型制品的熱流道系統(tǒng)，不僅節(jié)省了模具制造成本，而且節(jié)省了材料及簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，縮短了冷卻時(shí)間（因?yàn)楸苊饬藵部诘睦鋮s，而且長(zhǎng)玻纖還有助于部件心部熱量的散發(fā)）。單一澆口減少了熔接痕的數(shù)量。模具帶有排氣口，避免了氣泡滯留在聚合物的分子矩陳之間而影響制品的內(nèi)部及外部的氣泡和鎖孔等質(zhì)量缺陷。

低壓注塑，實(shí)現(xiàn)了較高的玻纖滲透率，從澆口開始可達(dá)到1 m長(zhǎng)。在澆口處的熔體不會(huì)產(chǎn)生剪切熱，可以避免使用熱穩(wěn)定劑，降低原料成本。

成套服務(wù)。客戶可從LOMOLDTM集團(tuán)購(gòu)買LOMOLDERTM設(shè)備系統(tǒng)，預(yù)混有長(zhǎng)度為25 mm的玻纖的LOMOLDENETM玻纖/PP粒料，可對(duì)設(shè)備的控制系統(tǒng)特別定制。

4.7.1.6 超大型管件（檢查井）注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

塑料管材的科技發(fā)展及推廣應(yīng)用，促進(jìn)了管件（檢查井）的發(fā)展。管件（檢查井）管件其功能、性能及生產(chǎn)量，具有多種制造型式：壓模成型、注塑成型、管材焊接成型、滾塑成型。生產(chǎn)批量大的管件（檢查井）適宜注塑成型，主要考慮到注塑模具的成本。目前超大型管材的使用的最大直徑規(guī)格為700 mm和1 000 mm的兩種，指明了超大型管件（檢查井）注塑機(jī)的成型加工的管件（檢查井）的規(guī)格。

檢查井的超大型塑料件成型加工技術(shù)參數(shù)及成型加工技術(shù)的創(chuàng)新是超大型二板注塑機(jī)開發(fā)的研發(fā)重點(diǎn)。設(shè)備的鎖模力參數(shù)確定錯(cuò)了，即研發(fā)的大方向錯(cuò)了。超大型管件（檢查井）都為厚壁件，注射壓力80 MPa已能滿足要求，降低設(shè)備及成型加工的制造成本是超大型管件（檢查井）注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展方向，達(dá)到用戶投資少、見效快。應(yīng)用通用注塑機(jī)的設(shè)計(jì)理念及成型加工工藝是無(wú)法實(shí)現(xiàn)投資少、見效快的目標(biāo)。制件的重量再大，鎖模力也應(yīng)控制在30 000 kN，才能降低設(shè)備的制造成本及成型加工的成本。

專用化超大型二板檢查井注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展。德國(guó)Ettlinger 公司，根據(jù)超大型檢查井塑料件的特點(diǎn)，科學(xué)確定二板注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)，研發(fā)兩種規(guī)格的超大型二板注塑機(jī)：鎖模力20 000 kN、注塑容量130 000 cm3；鎖模力30 000 kN、注塑容量160 000 cm3。占地面積僅為13.8 m×3.5 m。10 min內(nèi)完成重量 90 kg的檢查井的生產(chǎn)。塑化能耗低于每千克1 kW/h。根據(jù)檢查井的壁厚大、冷卻時(shí)間長(zhǎng)的成型特點(diǎn)，采用直徑70 mm擠出塑化螺桿，擠出率150 g/s，間斷性工作。液壓系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為變量泵，達(dá)到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)平穩(wěn)和節(jié)能，制品冷卻、保壓的工序中，關(guān)閉變量泵。

國(guó)內(nèi)研發(fā)的注塑成型加工檢查井的超大型二板注塑機(jī)，鎖模力60 000 kN以上的功能化注塑機(jī)，占地面積24 m×4 m以上。

科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)。上述說(shuō)明，成型同一種檢查井，兩種設(shè)備的制造成本、資源消耗、能量消耗、環(huán)境成本等天差地遠(yuǎn)，不可相比。加強(qiáng)對(duì)管件（檢查井）的注塑成型工藝的研究，開發(fā)功能化的管件（檢查井）注塑機(jī)，才能降低用戶的投資成本及贏得市場(chǎng)。

4.7.2 功能化超大型注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

科學(xué)發(fā)展理念更新。功能細(xì)分化是超大型注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展方向。超大型注塑機(jī)的開發(fā)不能走通用化的中、小型注塑機(jī)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的理念。不論何種機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、型式，具有基本注塑成型特點(diǎn)能成型加工超大型塑料件的注塑機(jī)即為超大型注塑機(jī)，鎖模力不能作為超大型注塑機(jī)的衡量標(biāo)志，衡量標(biāo)志是超大型注塑件的成型加工的能力。

廢棄塑料再生利用化。超大型注塑機(jī)的廢棄塑料再生利用化是首要的綠色化功能。超大型塑料件對(duì)其內(nèi)應(yīng)力、尺寸精度等無(wú)特殊要求，實(shí)現(xiàn)廢棄塑料再生利用的潛在的最有發(fā)展前途的領(lǐng)域。

4.8 多色多物料注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

多色多物料注塑由傳統(tǒng)的表面裝飾功能向表面功能化/性能化的高科技方向發(fā)展，從低附加值向高附加值得領(lǐng)域拓展。

4.8.1 多色多物料注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

電子信息化、醫(yī)療微創(chuàng)化、裝飾綠色化等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展賦予塑料件更多的功能及性能，多色多物料注塑機(jī)的功能細(xì)分化正是滿足這種科學(xué)發(fā)展的需要。

4.8.1.1 模塊化多色多物料注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

仁興（中國(guó)）機(jī)器廠有限公司研發(fā)了轉(zhuǎn)盤式清雙（多）物料注塑機(jī)、轉(zhuǎn)軸式雙（多）物料注塑機(jī)、雙（多）物料混色注塑機(jī)。

百科機(jī)械有限公司LMT180-G II-2C L型臥式雙色雙物料注塑機(jī)，整機(jī)為模塊化設(shè)計(jì)，兩套獨(dú)立塑化射出系統(tǒng)可進(jìn)行多種組合搭配，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)往復(fù)轉(zhuǎn)模裝置，兩套獨(dú)立的比例壓力/流量控制油路，精密半閉環(huán)控制，自主開發(fā)軟件程序，以低能耗、高速度、高精度的特性享譽(yù)國(guó)際市場(chǎng)。

富強(qiáng)鑫公司開發(fā)設(shè)計(jì)的FB-1250R四色注塑機(jī)，擁有普通大型雙色機(jī)的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)以外，在側(cè)方以及上方各有一組獨(dú)立的射出單元，可作為雙色、三色、四色的成型使用；機(jī)架與普通大型雙色機(jī)共享；射出單元部件可和普通機(jī)共享，有單缸平行射出結(jié)構(gòu)和L型射出結(jié)構(gòu)的兩種模塊；生產(chǎn)以及備料過(guò)程可按客戶實(shí)際需求客制化生產(chǎn)。

Krauss Maffei公司雙物料注塑機(jī)能夠生產(chǎn)出多種以不同方式組合了熱塑性塑料、聚氨酯和彈性體材料的復(fù)合型制品。成套提供解決方案，包括模具、成形工藝，以及多種系統(tǒng)的組合方案。

4.8.1.2 多物料模內(nèi)裝配注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

模內(nèi)組裝注塑設(shè)備是雙（多）物料注射設(shè)備的特例。模內(nèi)組裝注塑成型是在模具內(nèi)將各個(gè)單獨(dú)的部件組合成一個(gè)整體，而不是在模具外部將各個(gè)部件通過(guò)扣合、焊接或粘結(jié)的方式組裝。模內(nèi)組裝所用的設(shè)備與其他的多組分成型設(shè)備沒(méi)有太多的不同，主要的區(qū)別是，模內(nèi)組裝將自動(dòng)化操作和后續(xù)的操作步驟整合在了一起，具有能確保加工重復(fù)性和精度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

Engel、MGS等公司開發(fā)了應(yīng)用于醫(yī)療制品的模內(nèi)組裝注塑技術(shù)。模內(nèi)組裝注塑最大的技術(shù)難度是模具，國(guó)內(nèi)還無(wú)法解決。深圳瑪格仕科技有限公司研發(fā)了可與注塑機(jī)制造商配套的模內(nèi)組裝系統(tǒng)。

4.8.1.3 多種結(jié)構(gòu)的多物料注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

塑化注射機(jī)構(gòu)和合模機(jī)構(gòu)的多種結(jié)構(gòu)及兩者之間的組合的多種形式，適應(yīng)注塑件的功能要求。

ENGEL VICTORY的中小型多組分注塑成型機(jī)的組合形式分為“L”式 、“V”式和“piggyback”式。“L”形組合注塑裝置易于接近，可以配合范圍很廣的射出單元。“V”形的垂直組合的立式注塑裝置安裝在機(jī)器定模板上，當(dāng)更換模具時(shí)，它可以很輕松地沿水平方向被推開，射嘴中心的回位非常容易和精確。“piggyback”形疊加的組合的注塑裝置（第二射出裝置以一定的角度安裝在主射出裝置上面），構(gòu)成一個(gè)節(jié)約空間的形式，可以在定模板安裝機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)了多組分注塑的自動(dòng)化生產(chǎn)。

ENGEL DUO大型多組分注塑機(jī) 。“piggyback”型疊加的注塑裝置組合：在設(shè)計(jì)和應(yīng)用上完全等同于ENGEL VICTORY系列中、小型注塑機(jī)。Combi HM（H代表水平，M代表移動(dòng)）基于兩板模的巨大應(yīng)用潛力，每個(gè)模板都配備一個(gè)水平射出裝置，合模裝置可能配備轉(zhuǎn)盤也可能配轉(zhuǎn)動(dòng)模組，這樣就可以非常理想地生產(chǎn)大面積， 兩組件零件或用做兩臺(tái)注塑機(jī)。

4.8.1.4 雙材料夾心注塑的注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

雙材料夾心注塑有利于提高節(jié)約資源、降低成本的厚壁件的綠色化科技含量。

特塑耐TWISHOT雙材料夾芯注射成型系統(tǒng)，用一套螺桿機(jī)筒兩套加料裝置在一次操縱中同時(shí)塑化注射兩種材料成型的制品，其中一種材料完全包圍另一種材料的單個(gè)制品。內(nèi)核材料可用廢物循環(huán)利用，用新料包核，達(dá)到降低制品本錢。廢物活動(dòng)性差，所以采用強(qiáng)制加料裝置。廢物加料裝置設(shè)置在機(jī)筒前段，固體料沿螺桿外周螺棱塑化，塑化的熔融料沿螺桿外周螺棱輸送至機(jī)筒前腔。新料加料裝置同通用注塑機(jī)，設(shè)置在機(jī)筒的后端，加進(jìn)固體料沿螺桿外周塑化，塑化的熔融料進(jìn)進(jìn)螺桿中心內(nèi)孔輸送至機(jī)筒前腔。新料先塑化注射，內(nèi)核的廢物后塑化注射。螺桿不同于普通注射螺桿，為兩段式螺桿，兩段之間密封，無(wú)熔融料活動(dòng)。

4.8.1.5 嵌入包覆注塑的注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

嵌入包覆的表面二次注塑，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的表面裝飾功能的多組分注塑向表面性能功能的轉(zhuǎn)變。嵌入包覆采用熱塑性材料包覆信息金屬膜芯片，保護(hù)信息金屬膜芯片的使用壽命及提高抗環(huán)境干擾能力，同時(shí)不影響信息金屬膜的功能性能及操作性能。

在Chinaplas 2013展會(huì)中，恩格爾利用一臺(tái)恩格爾duo 350 t注塑機(jī)配備回轉(zhuǎn)板和模具生產(chǎn)帶有敏感表面的汽車中控板。生產(chǎn)中，機(jī)械手將一個(gè)電容性、3D預(yù)成型的信息金屬膜芯片放入模具中，用PC/ABS進(jìn)行包覆的第一次注塑，制品回轉(zhuǎn)1 800后，對(duì)第一次包覆的塑料表面采用聚氨酯第二次的注塑，以保護(hù)表面不受磨損并獲得最佳視覺(jué)效果。傳統(tǒng)的制造工藝往往需要100多個(gè)小零件的單個(gè)生產(chǎn)和組裝，嵌入包覆使得功能性、預(yù)裝部件一步成型，中控板的整個(gè)生產(chǎn)工藝的成本下降了至少30%。

嵌入包覆注塑在醫(yī)療領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展空間。電子醫(yī)療設(shè)備上的操作控制單元在所有的環(huán)境下都是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，特別手術(shù)中心等消毒/無(wú)菌環(huán)境，因?yàn)榧?xì)菌和粉塵容易粘附，嵌入包覆在開關(guān)和按鈕的連接點(diǎn)以及操作面板的控制旋鈕的表面包覆特種功能塑料，達(dá)到實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器具表面杜絕細(xì)菌和粉塵的粘附。

4.8.1.6 轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的科學(xué)發(fā)展

轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)是多色機(jī)合模機(jī)構(gòu)的特有的結(jié)構(gòu)部件。富強(qiáng)鑫公司經(jīng)過(guò)多年的潛心研究和技術(shù)積累，于2012年推出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的HB-1900R大型水平轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，模具均衡掛載于中央轉(zhuǎn)盤模壁兩側(cè)，無(wú)明顯之重力與機(jī)構(gòu)限制問(wèn)題，得以實(shí)現(xiàn)大型雙色件之成形量產(chǎn)工作，且免除了垂直轉(zhuǎn)盤因模具置重而產(chǎn)生傾斜磨耗，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不順等問(wèn)題，相較于垂直轉(zhuǎn)盤，在相同大柱內(nèi)距之下，模具可使用范圍更大，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

4.8.2 多色多物料注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

注塑功能模塊化在多色多物料注塑成型中更顯示綠色化的優(yōu)點(diǎn)。以單色/物料注射塑化為基本模塊，實(shí)現(xiàn)雙色/物料、三色/物料、四色/物料的組合功能，既降低了用戶的投入，又為社會(huì)減少了資源消耗。

加強(qiáng)配套設(shè)備的研制。配套設(shè)備是實(shí)現(xiàn)多物料注塑的關(guān)鍵。深圳瑪格仕科技有限公司研發(fā)了與注塑機(jī)制造商配套的多色多組份注塑模具轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)。

功能化工程塑料件。傳統(tǒng)的多色多物料注塑多數(shù)應(yīng)用于附加值低的日常生活塑料件，如牙刷柄、臉盆，這些多色多物料塑料件本身價(jià)值價(jià)格低，發(fā)揮不出多色多物料注塑的潛在價(jià)值，發(fā)展也受到影響。多色多物料注塑機(jī)只有向高科技含量的工程領(lǐng)域發(fā)展，才能充分發(fā)揮功能化的科學(xué)發(fā)展的潛力。

復(fù)合原料注射成型。復(fù)合原料指熱塑性塑料與彈性體塑料的組合的注射成型；熱塑性塑料與橡膠的組合的注射成型；熱固性塑料與彈性體塑料的注射成型。這些新領(lǐng)域的注射成型技術(shù)有待創(chuàng)新開發(fā)。

4.9 功能化油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

功能化油電混合驅(qū)動(dòng)指液壓和電機(jī)的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。根據(jù)成型功能的特點(diǎn)，兩者組合的型式有多種多樣。

功能化油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)，節(jié)能降耗成型僅是混合驅(qū)動(dòng)的能耗特性，而不是主要的成型的功能化特性。

4.9.1 功能化油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

功能細(xì)分化是功能化油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展的主要特點(diǎn)。

油電混合驅(qū)動(dòng)的LED支架注塑機(jī)。LED支架成型加工的要求是，鎖模位置的控制精密且重復(fù)精度高，注射的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能高且注射量的控制精度高。根據(jù)這些成型加工對(duì)注塑機(jī)的技術(shù)要求，合模部件采用伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)，注射部件為高動(dòng)態(tài)反映的伺服閥直接驅(qū)動(dòng)單缸注射。如用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿型式，因伺服電機(jī)與螺桿的兩者之間需用過(guò)渡機(jī)構(gòu)，其動(dòng)態(tài)反映性能低于液壓伺服控制系統(tǒng)。

油電混合驅(qū)動(dòng)的精密薄壁件注塑機(jī)。薄壁精密件的成型加工要求是，注射量的控制精密且重復(fù)精度高，對(duì)注塑的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能也有一定的要求，但比LED支架成型加工略低。根據(jù)這些成型加工要求，注射部件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，合模的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)為液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。為達(dá)到制品頂出與開模同步，以提高生產(chǎn)力，頂出可用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

4.9.2 油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的特性是抗外界干擾性能強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)機(jī)構(gòu)的精密位置定位。液壓伺服驅(qū)動(dòng)的特性是能實(shí)現(xiàn)更高動(dòng)態(tài)反映性能。根據(jù)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓伺服驅(qū)動(dòng)的各自性能優(yōu)勢(shì)，根據(jù)制品成型加工的特點(diǎn)和技術(shù)要求，開發(fā)油電混合驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)。

4.10 在線配混的擠注復(fù)合注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

在線配混適應(yīng)小批量注塑件的成型。注射成形高強(qiáng)度、高剛度的制品，首先是要具有高強(qiáng)度、高剛度的性能的高分子復(fù)合材料。市場(chǎng)上提供的高分子復(fù)合材料一般都是標(biāo)準(zhǔn)的大批量的復(fù)合材料，用戶提出特殊性能要求的復(fù)合。

在線配混提高了材料配混的靈活性。材料由于受到數(shù)量的限制，原料生產(chǎn)單位一般不能滿足用戶的要求。用戶自主創(chuàng)新配混注射成形的高強(qiáng)度、高剛度的性能的高分子復(fù)合材料。

復(fù)合材料的配方需要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)，才能得出結(jié)論。對(duì)于特殊性能要求的高強(qiáng)度、高剛度的高分子復(fù)合材料的注射制品，注射成形的高分子復(fù)合材料，必須自己研發(fā)配方，才能開發(fā)出特種性能的高分子復(fù)合材料。

在線配混就是把復(fù)合材料的擠出混煉和注射在一條生產(chǎn)線上一步完成。用戶可以根據(jù)自己注射成形制品原材料的要求，直接把填充劑、添加劑和塑料原料一起喂入擠出機(jī)混煉塑化，注射成形制品。

在線配混節(jié)約稀缺材料、提高注塑件的力學(xué)性能。常規(guī)的配混擠出造粒及制品的注射成形在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行，已配混好的復(fù)合材料再一次經(jīng)注射螺桿的剪切塑化，損傷長(zhǎng)玻璃纖維，不能保持長(zhǎng)玻璃纖維的原來(lái)纖維長(zhǎng)度，極大降低了制品的強(qiáng)度和剛度。

在線配混的擠注復(fù)合系統(tǒng)，把擠出配混塑化和柱塞射出兩者組合起來(lái)的一種新型的塑化注射系統(tǒng)，發(fā)揮和挖掘兩者各自的功能及性能，創(chuàng)新并提升了常規(guī)的螺桿往復(fù)式的塑化注射的性能和功能。擠出配混玻璃纖維、塑料及添加劑后直接塑化后柱塞注射，取消了傳統(tǒng)工藝中擠出、熔融冷卻、造粒、烘干等過(guò)程及設(shè)備，避免物料再次加熱熔融以及分子量再次下降，節(jié)省了一次加熱、塑化和冷卻過(guò)程需要的能耗，制造具備超高粘度或超高強(qiáng)度的復(fù)合材料注射成型制品。滿足了涉及定制配方的復(fù)合材料的制品成型。從而使最終制品的工藝過(guò)程具有工序少、流程短、能耗低、成本低、減少環(huán)境污染、不需預(yù)混料等特點(diǎn)。在線配混擠注復(fù)合系統(tǒng)是注射成形長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料的最有效的系統(tǒng)。

4.10.1 在線配混的擠注復(fù)合注塑機(jī)的功能細(xì)分化的科學(xué)發(fā)展

在線配混增加了塑料原料成分組成的靈活性、節(jié)約了原料塑化二次熱能、提高了回料/廢料直接利用的能力、提高了制品的品質(zhì)。

4.10.1.1 異軸在線配混擠注符合系統(tǒng)

異軸在線配混擠注復(fù)合系統(tǒng)主要由混煉型擠出機(jī)與注塑機(jī)柱塞注射機(jī)構(gòu)組合的系統(tǒng)，是大注塑擠注復(fù)合系統(tǒng)的特例，用混煉型擠出塑化取代普通型擠出塑化，擠出塑化和柱塞注射的兩個(gè)部分通過(guò)熔融料流道相連通，兩者不在同一軸心線上，所以稱謂“異軸”。

根據(jù)在線配混的要求，配混的擠出機(jī)可用單螺桿、雙螺桿、三螺桿。螺桿模塊化積木組合式擠出配混結(jié)構(gòu)提高配混的靈活性。擠出儲(chǔ)料缸的設(shè)置形式根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)。Engel公司以模塊化方式把鎖模力10 000 kN的Duo 7050/1000二板大型注塑機(jī)與德國(guó)Leistritz的長(zhǎng)徑比為36的直徑50 mm的螺桿同向混煉平行雙螺桿擠出機(jī)組合成一套異軸在線配混的擠注復(fù)合系統(tǒng)，而且，每個(gè)組件的標(biāo)準(zhǔn)功能都保持完整無(wú)缺，如果有必要，每一個(gè)組件都能獨(dú)立于其它組件而運(yùn)轉(zhuǎn)。

模塊化設(shè)計(jì)的擠出機(jī)塑化擠出配混熔融料，熔融料被擠入流道，流經(jīng)打開的流道開關(guān)進(jìn)入注射儲(chǔ)料腔中，在達(dá)到設(shè)定注射量時(shí)，流道開關(guān)閉合，熔融料流動(dòng)被中斷，注射熔融料注射到模具中，并施加保持壓力，在這段時(shí)間內(nèi)，擠出機(jī)繼續(xù)塑化擠出至熔融料儲(chǔ)料腔中。

4.10.1.2 同軸在線配混擠注復(fù)合系統(tǒng)

擠注復(fù)合系統(tǒng)的擠出塑化和柱塞注射的兩個(gè)部在同一軸心線上，所以稱謂“同軸”，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。塑料復(fù)合材料的配混與注射在一條生產(chǎn)線上間斷地運(yùn)行。根據(jù)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行的特點(diǎn)，配混復(fù)合材料的擠出塑化部件，適用于單螺桿配混擠出形式。主要用于流動(dòng)性能差的配混復(fù)合材料的注射成形加工。Remaplan公司應(yīng)用同軸在線配混擠注同軸擠注復(fù)合裝置，直接把粉碎的回料與PF、添加劑等混合后，注射成型加強(qiáng)型托盤。

4.10.2 在線配混的擠注復(fù)合注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)

在一種基本在線配混的擠注成型功能的注塑機(jī)上，為用戶留出一定范圍內(nèi)的配混工藝的擴(kuò)展空間，用戶只要花少量的投資，就可進(jìn)行成型功能擴(kuò)展，以最小成本和最短時(shí)間適應(yīng)加工任務(wù)及環(huán)境的變化。不但為用戶降低設(shè)備投入的成本而實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，而且降低了社會(huì)物質(zhì)資源的消耗及制造能源消耗。

4.11 碳纖維復(fù)合材料注射工程的科學(xué)發(fā)展

傳統(tǒng)的碳纖維復(fù)合材料的手糊工藝和噴射成型工藝，污染環(huán)境、勞動(dòng)強(qiáng)度大、制品的質(zhì)量難以控制，不適宜大批量生產(chǎn)。

碳纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)注射成型節(jié)省了原材料、降低了制造成本，縮短了生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)大變量生產(chǎn)。

模內(nèi)復(fù)合注射成型。首先使用碳纖維熱壓模內(nèi)脫模技術(shù)，使碳纖維產(chǎn)品在毛坯出模時(shí)就不含脫模劑，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)精加工裁切至精確尺寸，鋪設(shè)在封閉的注射模腔內(nèi)，鎖緊模具，用壓力將樹脂膠液注入模腔，浸透增強(qiáng)材料后固化，然后脫模成型。需要注意的是碳纖維成型的產(chǎn)品毛坯肉厚的精度要高，通常公差不能超過(guò)±0.03，所以傳統(tǒng)工藝上的打磨去除脫模劑的方法不可用。選用的注塑原料預(yù)碳纖維必須具有優(yōu)良的黏合性能。

碳纖維復(fù)合原料在線混煉注塑。碳纖維與塑料經(jīng)混煉，直接擠出輸送至注射機(jī)筒儲(chǔ)料腔，達(dá)到容量后，注塑活塞把熔融料注射進(jìn)模腔。采用這種注塑工藝，可避免普通注塑過(guò)程中，復(fù)合材料原料再次塑化，造成二次剪切，碳纖維被剪斷的弊病。

注塑機(jī)應(yīng)具有高速高壓的注射特性；模具應(yīng)具有靈敏的加熱和冷卻的控制性能。

大連創(chuàng)達(dá)技術(shù)交易市場(chǎng)有限公司（發(fā)明專利項(xiàng)目編號(hào)：201010553387）發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合的注塑成型方法，在保證注塑機(jī)料筒容積是塑件和流道等材料體積的2～5倍的前提下清洗注塑機(jī)；采用耐熱工具鋼制作模具，并對(duì)模具進(jìn)行高精度拋光；采用膜型澆口，澆口厚度是1～2 mm，長(zhǎng)度3～4 mm；將原料在150 ℃干燥的最少3 h或在160 ℃干燥2 h后在385～395 ℃料筒溫度下注射，注射壓力為120～140 MPa，模具溫度為185～220 ℃，保溫保壓30 s即可成型。

科學(xué)發(fā)展要點(diǎn)：

（1） 碳纖維基材與塑料材料注射后的黏接力問(wèn)題，使用改性樹脂及改性塑膠原料，使雙方能有效黏接，注塑材料選用改性PC、PC+ABS、PA等均可以黏接，且這類材料的注塑與碳纖維的接合面可以無(wú)縫銜接，完全溶合；

（2） 改良碳纖維成型的工藝及模腔表面處理技術(shù)，在碳纖維成型過(guò)程中，不使用脫模劑，使碳纖維表面成型后無(wú)脫模劑殘留。

4.12 真空注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展

真空注塑成型是一種先進(jìn)的注塑工藝（主動(dòng)排氣的方法），它的原理是模具合模后，使用真空輔助成型機(jī)將模具型腔抽成真空狀態(tài)，隨即快速注入塑料，從根本上解決模具型腔內(nèi)部氣體對(duì)制品成型的影響。完全解決模具排氣不良引起的問(wèn)題，并且能大大縮短成型周期，提高生產(chǎn)的效率。主要應(yīng)用于：大型平板件；精密注塑件；薄壁注塑；冰箱抽抽屜等透明件；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；筋深排氣困難的制品；保險(xiǎn)杠等汽車大型制品。

真空注塑成型優(yōu)點(diǎn)：消除空氣對(duì)成型的影響，從根本上解決排氣不良現(xiàn)象；模具真空型腔容易填充，降低注塑壓力和注塑機(jī)背壓；加快注射速度，減少成型周期，提高生產(chǎn)效率；改善制品熔接線，提升制品品質(zhì)；消除制品缺陷、燒焦、氣泡現(xiàn)象；改善制品的充填效果，解決薄件制品充填困難問(wèn)題；降低注塑壓力和鎖模力，達(dá)到大幅度降低成型能耗。

5 功能化塑料件引領(lǐng)創(chuàng)新創(chuàng)造功能化注塑機(jī)

創(chuàng)新創(chuàng)造功能化注塑機(jī)的靈感來(lái)自于功能化塑料件，而不是憑空想出來(lái)的。

威猛巴頓菲爾公司與PLASTO公司的合作，成功地將PLASTO公司的重達(dá)50 kg的HDPE材料的水產(chǎn)養(yǎng)殖浮漂支架塑料化。

威猛巴頓菲爾公司根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖浮漂支架的功能及成型性能，選擇了一臺(tái)Macro Power 1000/19000二板注塑機(jī)作為基礎(chǔ)機(jī)型，螺桿直徑165 mm，注射容量14 433 cm3。

為滿足注塑量的要求，PLASTO 公司將葡萄牙的設(shè)備制造商PLASDAN公司選作另一合作伙伴，PLASDAN公司為該項(xiàng)目貢獻(xiàn)了理論注射量為66 000 cm3、直徑為250 mm的活塞式注射單元。該活塞注射單元在兩個(gè)液壓缸的作用下運(yùn)行，它被安裝在機(jī)器的塑化單元上方，并通過(guò)一個(gè)歧管閥，與來(lái)自機(jī)器注射單元的熔體流連接起來(lái)。

對(duì)于更大的注射量，首先填滿的是活塞蓄流器，然后一股最大的料流從螺桿單元處被射入，它受到活塞式注射集料筒注射沖程的 推動(dòng)。如果需要，除了活塞注射外，螺桿單元可并行于該注射過(guò)程，提供額外的熔流量并隨之進(jìn)行注射，其結(jié)果是獲得了最大94.8 L或68 kg的HDPE注射量。

PLASTO公司貢獻(xiàn)了自己的幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)并將它們用于模具中，包括：一個(gè)澆注系統(tǒng)，其注嘴被安排在一個(gè)流動(dòng)得到優(yōu)化的位置；一個(gè)高性能的冷卻系統(tǒng)；用于模內(nèi)的特殊保壓裝置。之所以在模內(nèi)增加這種特殊的保壓裝置，是因?yàn)檩^長(zhǎng)的塑化時(shí)間導(dǎo)致機(jī)器的注射集料筒只能在一個(gè)相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)提供保壓力或者根本不能提供。

因此，這項(xiàng)任務(wù)必須由裝于模內(nèi)的特殊的保壓裝置來(lái)完成。材料通過(guò)這些裝置被壓入型腔中，不僅有利于改善部件的表面質(zhì)量，而且可確保塑料部件與冷的型腔壁之間持續(xù)保持接觸。

通過(guò)充分利用所有這些選項(xiàng)，可使生產(chǎn)具有特定壁厚的產(chǎn)品的循環(huán)時(shí)間縮短到低于20 min。鎖模單元上運(yùn)行平穩(wěn)的線性軸承，可節(jié)省驅(qū)動(dòng)能，或縮短換模時(shí)間。所有的操作模式都能夠通過(guò)威猛巴頓菲爾的UNILOG B6機(jī)器控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定。

6 功能化注塑機(jī)的開發(fā)推動(dòng)了注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)調(diào)整

近年來(lái)，功能化注塑機(jī)的開發(fā)逐步形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的共識(shí)。國(guó)內(nèi)一些企業(yè)功能化注塑機(jī)的發(fā)展取得了一定的成效，涌現(xiàn)了較多的塑機(jī)新品種，在國(guó)內(nèi)同行中樹起了創(chuàng)新的標(biāo)桿，拓寬了綠色化塑料加工領(lǐng)域，推動(dòng)了注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展。

浙江申達(dá)機(jī)器制造股份有限公司注塑機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能精密、專用等三大系列， AM汽配專用機(jī)、CH椅子專用機(jī)、FJ專用大容量注塑機(jī)、雙色專用機(jī)、HE深桶專用機(jī)、HS高速包裝專用機(jī)、手機(jī)專用機(jī)等功能化注塑機(jī)居于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。

柳州市精業(yè)機(jī)器股份有限公司注吹機(jī)，向功能細(xì)分化方向發(fā)展，LED燈罩全自動(dòng)注吹一步法成型技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，其垂直式注吹工藝已獲的國(guó)家專利。注吹機(jī)達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

成立于1974年，具有40年發(fā)展歷史的臺(tái)灣富強(qiáng)鑫精密工業(yè)機(jī)械股份有限公司，發(fā)揮產(chǎn)品開發(fā)和制造的優(yōu)勢(shì)，多年來(lái)一致專注設(shè)備的高度定制化，為用戶提供功能專用化的注塑機(jī)。2001年起即成立專案室及企劃小組，研發(fā)醫(yī)療制品注射專用機(jī)、專用控制系統(tǒng)。

廣東伊之密機(jī)械股份有限公司以“為客戶提供細(xì)分行業(yè)的整體解決方案”為主導(dǎo)，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的選擇。深入高速精密注塑機(jī)領(lǐng)域，研發(fā)世界上頂尖的高端技術(shù)完善產(chǎn)品系列。

泰瑞機(jī)器股份有限公司主攻超大型管件注塑機(jī)，為用戶提供全套解決方案，成為國(guó)內(nèi)大型管件注塑機(jī)的標(biāo)桿。汽摩配家電專用系列、多色清（混）色系列、工程塑料專用系列等功能化注塑機(jī)在行業(yè)內(nèi)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

7 功能化的工具箱包注吹機(jī)的自主創(chuàng)新

塑料工具箱包已成為一個(gè)功能化的塑機(jī)品種。工具箱包的傳統(tǒng)成型采用塑化擠出—吹脹的擠吹工藝，設(shè)備的模頭為連續(xù)擠出式。

工具箱包的制品特征為厚壁、吹脹比較小、尺寸精度要求不高；利薄。科學(xué)發(fā)展的綠色化方向是：縮短成型周期，以提高生產(chǎn)效率；提高成型原料中回料比例，以降低原料成本。

傳統(tǒng)的擠吹成型方法存在以下缺陷。

（1）生產(chǎn)率低

工具箱包的擠出型坯被吹脹成型后，一般不需要冷卻工序。連續(xù)擠出式模頭的型坯的形成時(shí)間依賴擠出率，時(shí)間較長(zhǎng)。整套成型工序按順序進(jìn)行，約束了成型周期縮短的空間，難以達(dá)到高生產(chǎn)率而獲得高利潤(rùn)率。

（2）資源利用率低

適應(yīng)原料性能差。連續(xù)擠出式模頭適用于加工流動(dòng)性好的塑料，不能加工含有較高比例回料的流動(dòng)性差的混合塑料，降低制品原料成本的空間有限。

根據(jù)對(duì)擠吹工具箱包的成型工藝分析，提高工具箱包的綠色化成型加工性能，唯有注塑工藝可達(dá)到：注射高速可提高型坯擠出速率，同時(shí)可減少型坯擠出過(guò)程中的熱量損失，降低吹脹的空氣壓力，達(dá)到節(jié)能降耗；高壓注射對(duì)含有較高比例回料、流動(dòng)性較差的高分子材料也能順利擠出型坯，提高了資源利用率；注射速率高于擠出速率，縮短型坯的形成時(shí)間，并有利于提高熔接縫強(qiáng)度；注射結(jié)束后，可立即進(jìn)入塑化工序，實(shí)現(xiàn)制品取出和塑化的兩個(gè)工序同步進(jìn)行，不必如擠吹中空成型那樣，等制品取出后才能進(jìn)入擠出塑化的工序，有利于縮短成型周期。

自主創(chuàng)新的功能化的工具箱包注吹機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)如下。

（1）塑化部件的功能特點(diǎn)

把工具箱包擠吹機(jī)的塑化擠出改為塑化注射。塑化注射和導(dǎo)柱的布置形式由普通注塑機(jī)的上下平行式改為橫向同一平面的平行式，以降低塑化注射部件的高度。塑化及注射的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)源為系統(tǒng)的液壓動(dòng)力源。增加螺桿長(zhǎng)徑比，以適應(yīng)吹塑對(duì)塑化質(zhì)量的要求。

（2）型坯壁厚控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

注射速度的變化達(dá)到控制型坯壁厚，省卻了擠吹裝置的專門配備的型坯壁厚控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

（3）模頭功能性能的改進(jìn)要點(diǎn)

為適應(yīng)注射的高速高壓的擠出型坯，增加模心調(diào)節(jié)桿的強(qiáng)度。優(yōu)化心型包絡(luò)流道，提高熔接縫強(qiáng)度。

工具箱包注吹機(jī)的成型實(shí)例。工具箱包（外形：410×340×120 mm；型坯：2 000 g）的成型周期由常規(guī)的30 s縮短到18 s，成為國(guó)內(nèi)成型同類工具箱包的周期時(shí)間最短、成型原料中回料比例最高的工具箱包成型機(jī)。

Scientif c development andinnovation of functional injection molding machine

Scientif c development andinnovation of functional injection molding machine

Zhang Yougen
（Ningbo Haida Plastics Machinery Co.， Ltd.， Ningbo 315200， Zhejiang， China）

Functional injection molding machine is special complex processing equipment with injection molding function， driving scientific development of injection molding technology. This paper puts forward the connotation of the functional injection molding machine， analyzes the existing concept issues in 10 areas of scientific development of the machine， outlines 8 characteristics of the scientific development of the machine， studies technology development status and scientific development point of 12 categories of the machine， exemplifies that functional plastic parts lead the innovation of the functional injection molding machine， and describes an independent innovative functional injection and blow molding machine for tool bags.

injection molding machines； functionalization； scientific development； research；independent innovation

TQ320.66+2

1009-797X（2015）16-0010-24

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.004

張友根，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事塑料機(jī)械的科學(xué)發(fā)展工作，終生享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。發(fā)表論文近400篇。

2014-09-22