注塑机节能技术的应用介绍

来源：塑胶五金网发布时间：2015-01-15 15:34:10点击率：

　　节能是注塑机科技进步的重要特征。本文从注塑机的节能注射成形技术、节能执行机构、节能动力驱动系统等三个方面，进行了较为详情的分析研究，指出只有创新节能的注射成形技术、节能的动力驱动系统和节能执行机构，才能达到完满的节能性能。分析了推广节能技术中值的注意的几个问题，指出必须把节能技术作为提高注射成形的技术之一来创新开拓，才能使节能技术不断地深入发展。

　　关键词：注塑机节能技术分析研究

　　注塑机的节能技术是注塑机科技进步发展过程中的开发的一项新技术，随注塑机的不断发展而进步，同时又推动了注塑机的科技进步。注塑机必定具有的节能技术，的节能技术是的注射成形不可缺少的技术。对节能技术的分析研究，有助于注塑机的科技进步及注塑机的开发。近年来，随着注塑机的发展，节能技术有了很大的进展，主要在中、小型注塑机上进行节能技术开发，在动力驱动系统上作开发，缺少对节能注射成形原理及节能执行机构的创新开发。从根本上实现注塑机的节能注射成形，只有创新的节能的注射成形技术、节能的动力系统和节能执行机构，三者合为一体，才能达到完满的节能性能。高性能的节能注射成形注射的塑料制品。高能耗的设备使制品高成本，难以实现高附加值塑料制品的注射成形，难以提高性价比。高能耗的设备只能在低端水平上徘徊，没有生存的活力。本文对注塑机的节能技术作了较为详细的分析研究，提出了注塑机节能技术推广应用中的几个值得注意的问题及发展方向，供有关人士作参考。

　　1 注塑机节能特性分析

　　注塑机能耗的本质，就是动力系统输出的能量及能量的利用率，加工一个同样的制品，耗用的能量少即节能。注塑机的成形能耗性能主要反映在制品成形所需的注射能耗、塑化能耗及锁模能耗上，一台注塑机能够在低注射塑化及低锁模能耗成形出制品，显然这台注塑机节能。注塑机的能耗性能具体主要反映在动力驱动系统的结构形式及能量转换效率上，以及驱动机构的结构形式上。注塑机的节能技术，实际上主要包涵三个方面：一是节能注射成形技术，二是节能的执行机构，三是节能的动力驱动系统。机构、电气控制及动力驱动系统是为注射成形技术服务的，节能技术围绕着注射成形展开，随着注射成形技术的发展而进步，同时又促进注射成形的科技进步。

　　2 创新节能注射成形技术带动节能注塑机的创新开发

　　创新节能注射成形技术，开发节能注塑机，在专用注塑机的开发上首先得到应用，取得了良好的节能效果。

　　2.2 低压高速注射成形节能技术带动超大型专用节能注塑机的创新

　　创新大型塑料制品的节能成形原理，开发节能超大型专用注塑机。超大型注塑机主要用于特定大型塑料制品的注射成形，降低能耗是降低制品成本的主要措施。降低能耗的有效的措施是降低整机的装载功率，而不像中、小型注塑机那样，从提高驱动系统的效率方面进行。降低整机的装载功率，必须降低执行机构的所需功率。要降低执行机构的所需功率，必须创新加工制品的注射成形工艺。超大型注塑机节能明显的特征是，能够实现低压高速注射/低锁模力成形出制品。具备低压高速注射/低锁模力成形的超大型注塑机，整机的重量、装载功率、制造成本、性价比等具有明显的竞争能力。以成形托盘为例，常规的托盘注射成形是在大型的通用注塑机上加工，大型托盘在2500吨以上大型注塑机上加工，对托盘生产厂家来说，不但投资的成本大，而且因加工的能耗大导致制品的成本高，缺乏市场竞争能力，有的单位购了50000g的加工托盘的通用注塑机，因动力及能耗太大而束之高阁。针对托盘制品的性能要求及结构特征，一些单位从创新托盘的注射成形工艺角度出发，降低托盘的注射成形能耗，并根据注射成形的工艺要求，开发创新的节能系统和机构的超大型托盘注塑机。

　　宁波海航塑料机械制造有限公司根据低压高速的节能注塑成型原理，研发的40000g节能超大型注塑机，液压动力系统装载功率仅为37kW，是同规格普通卧式注塑机的1/7～1/6，整机装载功率仅为196kW，能加工废旧塑料的1500mmX1200mm的托盘。运用热流道注射原理，研发出模外多点热流道注射，多达34点，从而达到低压注射，大大降低了注射压力和锁模力，降低了制品的内应力。塑化机构，运用挤出连续塑化和中空机存储缸的原理和特点，有机的与注射塑化结合起来，减小了塑化螺杆的直径，40000g塑化螺杆的直径仅为110mm，相当于普通注塑机4000g的塑化螺杆，大幅度降低了塑化的驱动力，塑化电动机仅为45kW。加工一个1200mmX100mm托盘，注射压力80MPa，成型周期仅4.5分钟，能耗为普通卧式注塑机的50%，从根本上解决了超大型机的注射成型节能问题。

　　德国REMANPLAN公司应用注射-压缩的节能注射成形原理，降低成形制品所需的合模力，开发托盘注射成形设备，达到节能的效果。生产加工回料的塑料托盘超大型的注塑机及回料的塑料托盘，合模力为1000吨，利用畜能器实现高速注射，特殊的挤出-塑化装置能在塑化过程中混合填充玻璃纤维，提高回料塑料托盘的强度与刚度。达到了提高加工性能，又降低了能耗。

　　2.2 微发泡节能注射成形技术

　　微发泡注塑技术，对于相同类型的制品，可以大大降低成形所需的合模力，较低的合模力可成形较大的制品，低的合模力使模具成本更低，低的合模力降低了成形能耗。同时注塑制品的下脚料比例降低。与常规的模塑制品相比，微发泡模塑制品的平均成本可降低16%～20%。微发泡注塑循环周期可减少50%，从而降低了加工成本。微孔发泡技术的实质是利用惰性气体(CO2、N2)，在高压和玻璃化温度以下将惰性气体充入饱和聚合物，然后再利用升高温度、减小压力等措施，产生均匀分布的泡孔以形成泡核。随着泡核增长，成型出密度减少20%～40%的微孔制品，冲击强度高出6～7倍以上，比刚性3～5倍，疲劳寿命5倍以上;并具有高的热稳定性，低的介电常数和导热率。微发泡制品由于微孔的存在，在减小密度的情况下，不仅不会降低材料强度，反而会使原有裂纹尖峰钝化，阻止应力沿裂纹继续扩张，吸收冲击能量可增加5～7倍，从而提高了冲击强度、韧性、耐疲劳寿命、隔热、隔音、吸震等能力，是节能、环保优选材料。在汽车、飞机、运输等领域有特殊的用途，例如，用于注塑成型生产的进气歧管、保险盒、发动机罩、电器模块、薄壁制件、内部装饰。2000年，Trexel公司在芝加哥的国际塑料博览会上推出其微发泡注塑成型机的商业产品。微发泡注塑成型制品的主要特点是在基本保持制品原有力学性能的基础上减轻重量。同时，由于制品内部几乎没有任何残余应力，因此制品的翘曲和变形可以得到很好的抑制。而且，由于能有效地防止收缩痕，因此对制品壁厚均匀度的要求大大降低，从而为制品设计提供了更大的空间。从理论上说，几乎目前所有的非结构性塑料制品和一部分结构性塑料制品都可以采用微发泡注塑成型工艺制备。是一项很有发展前途的的节能注射成形技术。

　　2.3 群腔热流道节能注射成形

　　热流道对低压节能注射成形非常重要，达到大幅度降低注射成形能耗。注射成形大型制品，应用群腔热流道，降低了成形的流长比，降低了注射压力，使注射成形制品所需的合模力及注射压力大幅度降低，降低了制品成形的能耗。低压注射成形，必定应用热流道技术。应用热流道技术，使较小合模力的注塑机可成形投影面积更大的制品。荷兰的AVK塑料公司是一家生产塑料托盘的公司，应用9点群腔热流道技术实现低压注射力及低合模力的注射成形，应用螺杆塑化挤出与柱塞注射的复合机构达到32000g的塑化注射量，加工一个1000mmX1200mm规格的托盘，所需锁模力仅为800吨，熔体注入22℃模具内的注射压力大为40MPa，注射总时间约为18秒，大幅度降低了制品成本。现在AVK公司每年为Q-Pall公司生产7-8万只托盘。如采用普通的成形工艺，加工一个1000mmX1200mm规格的托盘，所需锁模力不小于2500吨，注射压力不小于150MPa。前者的能耗为32000吨·MPa，后者的能耗为375000吨·MPa，这充分表明了热流道技术实现低压注射具有显著的节能效果。同时，对注塑机也提出了不同于普通注塑机的要求，特别是成形这样一个大制品不需要非常高的合模力，大幅度降低了添置设备的制品成本。

　　2.4 振动成型节能技术

　　近年来，把振动技术引入注塑和挤出成型在国外已有不少例子，国内的例子是电磁动态挤出机，其本质是高聚物振动机理在挤出成型中的运用，螺杆的振动源就是电磁振动。振动成型技术的实质是利用聚合物吸收振动能量，具有提高加工性能和制品质量、缩短成型周期、节能和节约原料消耗等效果，带有振动功能的塑化装置及设备有利于提高聚合物的塑化质量和熔体平均流动速率，降低能耗，提高产量。聚合物性质在振动场的作用下所产生的效应，主要是流变的非线型性、壁滑移效应、振动触变效应和振动分解效应。

　　2.5 介质辅助节能技术

　　介质辅助技术目前多用在注塑成型中，其技术实质是将介质(氮气或水)快速注入带有缺料注射高聚物熔体的模腔中，利

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