旋转重模与四面立方体的强强结合

作者：THORSTEN THüMEN

欢迎访问e展厅 展厅 1 塑料模具展厅 注塑模具, 吹塑模具, 挤出模具, 吸塑模具, 瓶胚模具, ... 旋转重模 - 15年前便有聪明的工程师设计出旋转重模系统，如今该领域的新想法仍层出不穷。而近年来的实际情况更显示出当今这项技术的功能已经愈加走向多样化。与此同时，最初在技术多材质组件方面的聚焦，则越来越淡出了视野。 旋转重模的设计首次出现在项目中，该项目的初衷是希望能够成为生产整体密封变速箱盖（见图1）的高效方法。该元件的结构在生产实践中十分有利于使用旋转滚筒的模具。然而，规格较大的元件可能会导致设备的规格也相对较大，这样一来，所要求的连接条之间的距离便只能适用于8000 kN的设备，而矛盾的是，该元件生产所需的合模力仅需该设备实际的一半。此外，由于元件的不同部位差异颇大，因而合模组件所承受的负荷也极其不均匀。 从该项目中萌生出了一种设想，希望通过背对背放置的型腔来解决这个问题，该方法已经通过使用当时的模具应用于生产实践中。重模为用户带来的收益是，模具内型腔的数量能够翻倍，而同时无须增加合模力。但生产多材质元件时，就需要使用元件移取系统，来将产品从第一分模线移动到第二分模线。 从旋转重模到立方体技术 旋转重模这一设计的理念是使重模的中心定位块围绕垂直轴旋转，从而将旋转滚筒技术和重模技术简单地结合在一起（见图2）。注塑设备制造商Ferromatik Milacron和模具制造商Foboha致力于攻克连接方面的难题，联合开发了这项技术。该技术用4000kN的设备来生产变速箱盖，可最大地节约客户的空间、时间、能耗和金钱。 这项创新型的模具设计可以使产量大幅飞跃，但在生产具有极大设计自由度的多材质元件时，就需要注意到，一个元件的所有部分所要求的冷却时间并非恒久一致的。明确这个问题后，下一个研发步骤就是使用立方技术来优化生产。在新设计中，旋转中心盘上额外固定两个半模，便创造出一个四面立方体（见图3）。该立方体在每个生产周期只旋转90°而不是像旋转滚筒一样旋转180°，这样的话，注塑流程中便整合进了一个或两个可不受时间影响的循环工序步骤。 在冷却时间不同的情况下，举个例子，壁厚更厚的元件便可以在第一步被浇铸。一旦元件在规格上已经稳定成型，模具就能够提前打开，注塑元件便能够在第三个周期脱模之前，在第二浇铸位置，冷却一个完整的生产周期。在当前的生产周期中，注塑元件在立方体的第四位置，再一次被从容地移动到中心。 在进行上述生产程序的同时，也能够同时进行其他中间操作环节，包括负荷插件、薄膜、纤维、MID（浇铸互联装置，即负责浇铸和脱模的已安装注塑环路），由于立方体可实现在每个半模中注塑两个不同元件的可能，也可进行额外元件或注塑元件的装置。元件移取机器人随后在放置成型的注塑元件之前，能够在型腔中进行安置。作为该领域的先锋，Ferromatik Milacron在德国杜塞尔多夫K 2001上首次展出立方体设备K-Tec 450 ETW，装配Foboha出品的4*64腔模具，可用于生产牙膏管肩部（见图4）。 该项技术投入使用多达6部注塑组件的系统，在聚焦多材质注塑的同时，也没有忽略单材质用途的蓬勃增长。进行单材质生产时，型腔数量的翻倍，实现了使用较少的设备即可获得更高的产量。在这种情况下，立方交错方向旋转仅90°，这样同一半模总是相遇在每一分模线，产品成品随后在每个生产周期完成后从设备的两边投出。 双立方体的进阶 开发合作方在K2004上展出了新一代产品。该产品是在双立方设备K-Tec 250 DETW上生产的，用于小snus（瑞典snuff）容器的外壳（见图5）。这一容器是特别适用于snus的产品，snus是一种经过处理的烟草，可直接放入口中，在挪威和瑞典很普遍（见图6）。鉴于容器的两个部分有近似的生产周期时长，Foboha制造出两个独立的立方体，每个都有4*16腔。通过相继三个分模线，这两个部分完成注塑，随后放置在中央分模线上。 装配步骤与浇铸步骤的整合，为该元件的生产带来了巨大的获益（见图7），这是因为来自于同一型腔的元件保证了能够严丝合缝地结合在一起。这种直接处理方法替代了整理钵和装配机器人的整体外围系统，增加了生产系统的稳定可靠性。 并不是所有生产中都需要用到完整的双立方模具，这主要依赖于需要拼接的元件的设计；在某些情况下，几乎立方体和旋转滚筒的任何组合都可以使用。较短的生产周期的元件可在旋转滚筒上生产，壁厚较厚的元件可在立方体上生产，继而通过在90°位置使用额外的冷却步骤来使得生产周期时长相互匹配。 设备的注意事项 由Foboha和Ferromatik Milacron联合开发的这套系统的显著特点是，中央模块以所有四个连接杆或线性轴承为导向，而重量由设备底座来承担。这项设计提供了非常强而有力的系统，能够实现高速旋转，且生产周期时长极短。额外驱动可以是电动或者液压，这取决于设备整体采用的驱动技术，或者根据客户的要求来定。 此外，系统还有一个特点就是移动第二注塑装置。在最初系统中，第二分模线由注塑组件在L位置上从边侧来提供熔体。这种安排的缺陷是模具仅在注塑组件从工作区域撤回时才可打开，延长了不必要的生产周期时长。 针对于此，移动解决方案应运而生，实现了在移动滚筒的顶端安装第二注塑装置。这样的配置便可实现模具在注塑组件连接时也能够打开，如同第一注塑装置一样，节省了生产周期中的停歇时间。此外，用于K-Tec系列的拥有中央液压系统的三滚筒合模组件，可以继续使用；其稳定性和合模力的中央引入确保了良好的模具保护。 由于模具设计是设备配置的决定性因素，最优系统便要求这两个元素达到最佳配合度。需要考虑的关键点是匹配固定连接杆框架、滚筒之间的距离，注塑装置的定位和中央模块的供应设施。作为三组分产品的特殊解决方案，注塑装置以锐角角度安装在边上。该组件可浇铸元件上额外的构成部分。然而，由于数量的要求，不可能将第三种材料浇铸在两条分模线中的一条上，因此需要在设备的无人操作区整合进一台额外的第二合模装置。 灵活的转换 考虑到以上几点，很容易让人联想到这是一台特殊的设备，一旦最初的项目完成，便无法在日常注塑生产中使用。事实恰恰相反，设备本身具有极大的设计灵活度，通过很小的调整，便可转换成标准注塑规格，这是因为注塑装置装配有称之为压力杆的东西，可通过一个压力板，对设备的活动模块提供夹紧力。压力杆也能够方便地替换为较长的规格，来使合模组件达到所需的最小重模高度。 对于并不是适合所有模具设计的移动注塑组件来说，同样也可实现。例如，设备可装配用于L位置边侧有注塑组件的旋转滚筒模具。如有必要，移动注塑组件可以被再次安装在L位置。 结语 过去15年的探讨显示出重模和立方模具技术所拥有的巨大潜力。如今，很难去想象如果没有这些模具系统，生活消费品和包装行业，以及汽车制造业、医疗器械的生产该如何进行。这些技术用事实证明了其为生产带来的丰厚利润，特别是对于大批量生产。对于这些特殊设备潜在应用的探讨，已经表明他们可以被设计成转换到新的生产要求所需的灵活度。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/16/2012)