80年代初，日本率先研制了電動注塑機，即不含任何液壓油路的注塑機。與其它革新技術(shù)一樣，這一新機型成本高昂，業(yè)界對其持懷疑態(tài)度，因此，初期并未獲得大幅度推廣，致使業(yè)界難于認(rèn)識其優(yōu)勢。但到了今天，這一情況已徹底改變。
20年后的今天，注塑機市場的形勢已經(jīng)發(fā)生了根本的變化。電動注塑機主宰著日本市場，當(dāng)?shù)貜S商均提供成套設(shè)備。由于日本國內(nèi)市場能大量提供相關(guān)部件，因此對電動壓機在日本的發(fā)展起到了推動作用。歐洲廠商當(dāng)時則不具備這一優(yōu)勢。在各個應(yīng)用領(lǐng)域，包括高精度注塑到批量生產(chǎn)，電動注塑機已證明了其效能，在北美也獲得了推廣，盡管程度上不如日本。
歐洲市場采取了另一路線，原因有二：一是日本廠商極少打入當(dāng)?shù)厥袌?所以對全電動壓機缺乏了解)，二是當(dāng)?shù)厝狈I(yè)化機械制造商。90年代，歐洲只有兩家廠商提供電動壓機，并且，品類十分有限(合模力為500－1，000kN)。而且，只能提供一種高性能機械，幾乎只適合于生產(chǎn)薄壁模塑制品。上世紀(jì)末到本世紀(jì)初，形勢發(fā)生廠變化：廠商增多，產(chǎn)品也隨之增加。全電動注塑機具有諸多優(yōu)勢，當(dāng)然也有一些不足之處，例如，成本高于液壓機。
全電機的優(yōu)點
首先，由于不采用液壓油，電動注塑機必然更加清潔。既然是無油機刑，也意味著不需要冷卻，這樣，就
不存在冷卻管路購置、運行和維護(hù)產(chǎn)生的費用。安裝新建的生產(chǎn)設(shè)施時，采用這一方案較為明智，可將冷卻系統(tǒng)的尺寸根據(jù)電動壓機的要求降至最低。用全電動機型代替?zhèn)鹘y(tǒng)機型時，優(yōu)勢卻不太明顯，雖然已安裝的冷卻能力可服務(wù)于更多的機械。
能耗分析總是得出正面的結(jié)淪。已收集的數(shù)據(jù)無可辯駁，表明電動壓機可降低能耗達(dá)30-50％(具體根據(jù)注塑周期而定)，即使與最新液壓壓機相比亦不例外。電動壓機若與傳統(tǒng)壓機或采活塞合模裝置的壓機相比，節(jié)能比例更可高達(dá)70％。但是，能耗包括兩大因素：實耗功率和功率因素與同類傳統(tǒng)型壓機相比，電動壓機對注塑車間的有效功率備用量要求較低。也就是說，在不增加有效功率的前提下，可安裝數(shù)量更多的電動壓機以取代液壓機。電機上的功率因素總是高于0.9，因此，不需要進(jìn)行相位調(diào)整，從而避免無功電流造成的成本。不采用液壓油，也就代表不需要維護(hù)。因此，無需采用過濾裝置及換油，即可保持機械運轉(zhuǎn)良好。最新研制的電動壓機還采用了循環(huán)式主潤滑系統(tǒng)，能將潤滑油輸送到滾珠軸承螺桿和肘桿。電動壓機降低噪音的能力(比傳統(tǒng)壓機低(10-15dB)一般不太明顯。將一臺電動壓機安裝于多臺液壓壓機正在運行的注塑車間時，難于體現(xiàn)其降低噪音的優(yōu)勢。但是，如果50％的機型均屬電機(有一客戶采用了這一方式)，電機安裝區(qū)降低噪音的效果就較為明顯。
全電動壓機還具有各種功能同步運行的優(yōu)點。由于各項動作由于一臺專用電動機推動，采用使各個循環(huán)步驟同步的軟件，可實現(xiàn)各項功能一致。只有采用合理的模具以實際縮短周期時間，才能實現(xiàn)這一優(yōu)勢。因此，這涉及模具相關(guān)的條件。當(dāng)前采用的模具一般都專為液壓機而設(shè)計。但是，專用于電動壓機的新一代模具上市之后，可進(jìn)一步實現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)勢。
毫無疑問，上述因素引起了業(yè)界濃厚的興趣?？蛻羝毡楣J(rèn)，電動壓機的主要優(yōu)勢是注塑準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)壓機相比，采用電動壓機可大幅度提高注塑一致性。所謂一致性，指的是各次注塑之間的精密度更高，或是保持注塑條件長時間不變。生產(chǎn)開始時，電動壓機可快速進(jìn)入工作狀態(tài)．不需要過渡性間隔時間。傳統(tǒng)壓機則不同，雖然配備了液壓油預(yù)熱系統(tǒng)，但仍需要待機時間，讓所有部件都達(dá)到最佳的工作溫度。
這就是說，采用全電動壓機時，可自始至終在相同條件下生產(chǎn)模塑件。即使液壓壓機也可實現(xiàn)較高的注塑性能，也無法與電動壓機媲美。應(yīng)牢記的是，液壓油狀態(tài)不良會影響注塑運作，從而形成廢料或造成生產(chǎn)不勻。有一客戶采用液壓壓機時，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料高達(dá)18％，改用電動壓機后，廢料率降低至零。這一切都涉及成本問題，雖然難于預(yù)測，但是，從戰(zhàn)略角度看卻十分明顯。
就塑料橡膠機械出口額而言，意大利塑料橡膠機械制造業(yè)在全球名列第三，現(xiàn)可提供各類全電動或油電復(fù)合注塑機。在這一領(lǐng)域，意大利有三大機械供應(yīng)商：BodiniPresse、Mir和Negri Bossi。
意大利全電機供應(yīng)商
BodiniPresse公司設(shè)計的Eledrive系列電動機刑合模力為25-165噸。該類機型與氣臺伺服電動機連鎖，其中，由于采用了西門子微處理器，機械運動控制和伺服電動機管理之間實現(xiàn)了完美整合。后者設(shè)計合理，旨在對控制進(jìn)行簡化、改進(jìn)，使之達(dá)到極高的精確度。Eledrive機型采用市場上有售的標(biāo)準(zhǔn)部件，以求最佳滿足壓機需求。選用批量生產(chǎn)型部件和定制部件進(jìn)行機械生產(chǎn)，可為客戶提供最佳的安全保障，因為客戶可隨時隨地采購任何部件。而且，機械部件標(biāo)準(zhǔn)化為可靠性提供了保障，同型部件的批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，代表著最佳的功能檢驗。
電動機采用對流冷卻。該系統(tǒng)采用無水運行，因此，符合全電動壓機的設(shè)計理念，即不采用任何液壓油及任何流體。這樣，雖然初期投資較高，但是，由于不采用水管，不存在水管堵塞和破裂現(xiàn)象，岡此，可大幅度降低維護(hù)成本。帶有滾珠軸承螺桿的所有主軸均通過鋸齒皮帶與電動機連接，可確保適應(yīng)性和可靠性，也不需要維護(hù)。制造商認(rèn)為，采用鋸齒皮帶符合最佳電動化理念，其原因在于：如果采用齒輪箱，則需要采用油料和液體冷卻系統(tǒng)以散發(fā)高溫齒輪摩擦產(chǎn)生的熱量。注射裝置配備兩臺電動機，一臺用于塑化，另一臺用于注射。該機采用了一套荷載傳感器，旨在對注射壓力進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)控。據(jù)估計，這一方式對于反壓值監(jiān)控、使之在塑化過程中保持定十分理想。注嘴的進(jìn)入力一直由伺服電動機控制，可始終保持一致。同時，該機不采用任何彈簧，因為彈簧屬易損件，會影響工藝重復(fù)性。
Mir公司2002年以來一直生產(chǎn)“E—power'系列全電動注塑機，其合模力適合于所有需要高科技用途或增值用途的市場。
該系統(tǒng)配備一套超大型PET注射裝置和一套由Cantoni Stampi設(shè)計、已獲專利的新型模具。采用這一模具
后，系統(tǒng)中不再需要用于瓶坯傳送的機械手系統(tǒng)，但仍能確保極高的產(chǎn)出和質(zhì)量。除了全電動壓機外，這一新型PET瓶坯注塑系統(tǒng)的核心就是Cantoni Stampi專業(yè)開發(fā)的這一新型模具。開發(fā)這一模具的目的在于通過系統(tǒng)簡化(不采用機械手)，提高質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)活動，從而實現(xiàn)提高贏利的目標(biāo)。模具內(nèi)配有特別裝置，可縮短機械周期中用于瓶坯冷卻的短暫閑置時間。模腔(各模腔采取獨立溫度控制)內(nèi)熱交換過程在頂出之前發(fā)生，不會影響產(chǎn)出率。實際上，該公司在米蘭展出的生廣線能在14秒周期內(nèi)注塑12個容量為1.5升的礦泉水瓶P E T瓶坯。 而且， 由于CantoniStampi縮短了熔體流徑的長度，加上Mir設(shè)計了專用型注射裝置，可確保瓶坯內(nèi)乙醛含量不超過飲料業(yè)規(guī)定的最低限度。
與該系列其它機型一樣，安裝于這一生產(chǎn)線的E—power機型也采無油式肘桿合模裝置，由無刷電動機驅(qū)動。與同類液壓壓機相比，注射速度提高了20％，達(dá)到120毫米／秒(螺桿最大速度為350轉(zhuǎn)／分)。Epower機山4臺無刷電動機驅(qū)動：一臺用于合模，一臺用于抽出，另兩臺用于注射裝置。
采用專門螺桿旋轉(zhuǎn)、注射和收回(反壓)運動等設(shè)計的獨特方案，可減少電力裝置的數(shù)量，從而降低成本。兩臺無刷電動機水平連接，與注射機筒在線配合?？砂绰輻U運動相同或不同的速度進(jìn)行順時針、反時針方向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)。
兩臺電動機采用獨特的連接方式，通過與電動機一體成型的滾珠軸承螺桿(不采用鋸齒皮帶，也不采用齒輪)直接使螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動及線性動，與同等噸位的大多數(shù)電動壓機相比，可降低裝置功率。
通過在全電動機械下采用Atomic現(xiàn)場總線系統(tǒng)，MIR進(jìn)一步提高了機械的可靠性。E-power壓機能最大限度避免模塑件污染，人幅度降低能耗，同時，還大量簡化了信息結(jié)構(gòu)，具有便于安裝、操作和維護(hù)等特點。
NegriBossi成功開發(fā)了Elma系列電動注射壓機，開發(fā)過程中，綜合了在CANbus技術(shù)和塑化電力傳動裝置兩方面的經(jīng)驗，結(jié)合了該類機型設(shè)計相關(guān)的革新技術(shù)。根據(jù)設(shè)計，該系列機型不宜取代液壓壓機，只能作為一種能滿足各種注塑要求的高性能標(biāo)準(zhǔn)系列機型。
與液壓壓機系列的唯一相同之處是肘桿基本結(jié)構(gòu)和基于CANbus技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其它所有部件均為新制。Elma機械的所有運動均為電動，但是，在機械和機電方面也采用了革新技術(shù)。而且，主軸采用不同的傳動裝置，因此，能以完全獨立的方式實現(xiàn)機械運動同步。就機械性能而言，該系列均具有一些特色功能。該機設(shè)計合理，通過采用中等螺桿，材料上可獲得大約2000巴的壓力，同時，還能達(dá)到200毫米／秒的注射速度。也就
是說，與液壓機型相比，壓力可增加25％，注射速度可提高80％(有時能達(dá)到100％)。在性能方面，使該類機型優(yōu)于液壓機型的其它因素包括：塑化力更強，各種機型平均提高40％；螺桿旋轉(zhuǎn)速度提高30％。就功率而言，電動機型耗電明顯低于其它機型，某些情況下可降低能耗達(dá)50％以上。
Ehna壓機的典型用途是硅酮盒注塑。硅酮盒是一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，生產(chǎn)時需要進(jìn)行附加裝配、灌裝和存放等多個操作過程，但是，作為一次性產(chǎn)品，必須保持低價位，因此，生產(chǎn)速度和質(zhì)量至關(guān)重要。通過全電動壓機和樣模的合理開發(fā)(若設(shè)計不當(dāng)，會造成尺寸過大或過小等問題)，獲得了遠(yuǎn)優(yōu)于液壓壓機的解決方案。
首先應(yīng)考慮的是，液壓壓機一般配備氮氣儲壓器，其目的在于加快注射速度和提高壓力，實現(xiàn)薄壁快速完全填充。同時，螺桿上還必須配備電動機，以便加快填充速度，根據(jù)周期時間的需求提供大量物料備用。最后，液壓壓機還必須配備經(jīng)改進(jìn)的液壓油路，以便通過加快流程、實現(xiàn)運動重迭等方式縮短周期時間。這樣，就增加了技術(shù)特色、生產(chǎn)時間、交付時間和價格的難度。但是，在上述應(yīng)用領(lǐng)域，電動壓機可加快注射速度，實現(xiàn)機械運動同步，從而克服液壓壓機的不足之處。
（轉(zhuǎn)載）
