注塑機合模裝置的發展

梁嘉寶（國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心， 廣東 廣州 510530）

注塑機合模裝置的發展

梁嘉寶（國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心， 廣東 廣州 510530）

注塑機合模裝置作為注塑機最主要的部件一直是各大廠商、公司技術競爭的重點，本文從注塑機合模裝置的作用和設計要求出發，基于專利梳理了合模機構的技術演繹路線。

注塑;合模;發展;演繹;專利分析;申請人

0 引言

注塑機又稱注塑成型機，是將熱塑性塑料制成各種塑料制件的主要成型設備。注塑機主要包括注射裝置、合模裝置（又稱鎖模裝置）、驅動裝置。合模裝置的性能好壞，直接關系到成型制品的質量高低。

1 注塑機合模裝置的技術演繹路線

1.1 傳統充液式合模裝置

單缸直壓式是最簡單的液壓合模裝置，是傳統全液壓式的代表，最早的基礎專利GB2990745A出現在1945年，是由英國IMPROVED PAPER MACHINERY公司提出的，它具有開合模行程長，開合模精度高，開模力大等優點，但也有如能耗高，成本高等缺點。為了解決單缸直壓式力和速度之間的矛盾，液壓合模裝置在單缸直壓式基礎上發展成其他形式，如增壓式、充液式等，較早期的專利申請有1968年的GB1220970A［1］和1971年的DE2119204A，都公開了充液式合模裝置和增壓式合模裝置。

1.2 肘桿式合模裝置

首先是單曲肘合模裝置，該裝置主要由模板、拉桿、單肘桿機構、頂出和調模裝置、移模油缸等組成，具有能耗低、剛性好以及運動特性適合模具要求等顯著特點，目前在注塑機的合模裝置里仍被廣泛采用。最早的基礎專利（US3609816A［2］）是由美 國 公 司CINCINNATI MILLING MACHINE于1971年 提出的，且一個德國公司也于1971年提出了專利申請DE2156834A1，皆公開了一個由兩根連桿組成的單曲肘合模機構。

為了彌補單肘桿增力倍數和承載能力受限的缺陷，雙軸桿合模裝置應運而生，1975年日本JAPAN STEEL WORKS LTD公司提出的基礎專利JP昭50-6857B2中，公開了一種4鉸點斜排列雙肘桿合模機構。1985年日本專利JPS60139418A［3］公開了一種5鉸點直排列雙肘桿合模機構。1988年德國專利DE3715121A1公開了一種5鉸點斜排列雙肘桿合模機構。1990年也出現了關于5鉸點斜排列雙肘桿合模裝置的中國實用新型申請CN2063873U［4］。

2 二板式合模裝置

隨著液壓和電氣控制技術的發展，使得液壓式合模裝置的液壓系統結構大大簡化、性能卻得到不斷的改善和提高、價格也越來越低，從而促使了二板式合模裝置的產生。二板式合模裝置是去掉了三模板合模裝置后部的第三模板，鎖模力直接作用在固定模具的兩塊板上，從而使得價格更低，空間更節約，開放式沖程更大，易于更換模具。其實，二板式合模機構的最早專利基礎是早在1969年就出現了，是英國FARREL CORP公司的申請GB1149735A還具體公開了一個與二板合模機構相配套的鎖定拉桿裝置。而該二板合模機構技術的成熟發展階段則是隨著液壓和電氣控制技術日臻完善使用，出現在20世紀90年代。1987年寧波科教機械廠也提出了關于二板式合模裝置的中國專利申請CN86204016Y［5］是直接采用鎖模油缸進行鎖模的。

3 電動合模裝置

國際上，日本株式會社名機制作所首先成功研制出了注塑機專用伺服電機，從而為發展全電動機械合模機構開辟了道路。電動合模裝置主要運用于全自動式注塑機，其控制部分均采用伺服電機代替原來的液壓裝置。這種機構的特點是，由于使用伺服電機，可以使肘桿在不同角度停下來，因此有利于鎖模力的改變及可以進行壓縮成型，而且噪音低，可控精度較高，且無污染，綠色環保。1994年日本專利申請JPH0679732A就公開了一種全電動鎖模機構。

4 無拉桿合模裝置

無拉桿合模裝置是一種無動定模板間拉桿的機構，它打破了傳統的四拉桿合模裝置的合模力學形變概念，不依靠拉桿傳遞鎖模力，所以其結構的關鍵是設計堅固的基礎構架。最早的專利基礎是由ENGEL公司于1989年公開的EP0311133A1，其公開了世界上第一臺無拉桿注塑機，引起了許多人的關注。

［1］（CLON） RJ COLLION， Mould clamping mechanism for injection moulding machines;英國 ，GB1220970A［P］.1967-10-17.

［2］（CAARL） CINCINNATI MILLING MACHINE CO， Hydraulic clamp for moulding machine［P］，US3609816A［P］.1970-02-20.

［3］（FUFA） FUJITSU FANUC LTD， Mould clamping mechanism of injection moulding machine［p］，JPS60139418A［P］：日本.1985-07-24.

［4］北京化工學院，曲肘合模裝置注射機：中國，CN2063873U［P］.1990-10-17.

［5］寧波科教機械廠，直壓式二模板多缸差動鎖模機構：中國，CN86204016Y［P］. 1987-04-15.