制鞋领域注射成型技术的创新

作者：ASSOMAC技术顾问 Sergio Dulio

欢迎访问e展厅 展厅 1 注塑机展厅 注塑机, 立式注塑机, 二手注塑机, 真空成型机, 发泡注塑机, ... 制鞋领域的一个特别方面在于，制造工艺的不同步骤使用各种不同的机器，而且选用的机器还取决于鞋结构复杂性、产品质量及其制造材料，覆盖范围包括简单的台面设备，削匀机和缝制机械等相对紧凑的设备，摇臂裁断机和其它类型的切割机等更为重型的设备，再到最终以数控（NC）无刀模切割系统为例的最复杂机器和电子伺服绷帮机等。在这一系列需要采购的制鞋机器中，无论是复杂性还是投资规模来看，无疑注射成型系统更具份量。从技术复杂性方面来看，即使是最简单的双工作站注射系统，也能赶上所有其它制鞋设备，当我们想到配有30个或以上工作站的大规模高产量的带有旋转合模装置的圆盘注射成型机时，我们都知道，它们绝对代表着制鞋机器系列发展的复杂程度的顶端。 为此，开发和生产此类系列机器的公司必须专注于这一特定技术领域和大幅投资于研发活动，以达到和维持全球规模的技术和市场领导地位，因而也就不足为奇。如果我们知道生产注射成型设备要求具有聚集许多不同能力的专有技术，则这种情况会更好理解，这些专有技术是：用于设计机器本身、制造模具（因为模具是整个解决方案的一个重要元素）的机械、电子和软件技术，以及材料科学，原因仅仅在于所有工艺均围绕从颗粒或液态化合物“成型” 成品（外底或整个连帮鞋/靴）展开。 本文我们将聚焦于该领域的一家领先公司：以品牌“Main Group”在全球知名的意大利Main Group Technologies（满誉集团技术公司）。 在20世纪80年代，Main Group为鞋类领域设立了注射成型的技术标准。例如，该公司在其悠久的历史中取得下列技术成就：配备两个或以上工作站的静态注射机，管理简便，生产效率高；用于鞋/靴的旋转合模装置的注射成型系统，配有模具夹持装置，特点是具有快速偶合以及打开凸模板；EVA喷射系统，被认为是传统热成型橡胶注射浇注系统的性能更好的替代产品，在相同机器的集成周期开/合模具操作中，注入聚氨酯、TPU+PU。所有这些均已表明了Main Group基于全球16000多家客户的机器的成功故事，许多情况下，这些机器已经运行多年，但是仍然能够获得Main Group公司的技术服务支持和备件配送。2009年年底，Main Group开展了一项重要重组，被全球知名的切割系统企业Atom Group（阿通集团）收购，因此成立一家称为Main Group Technologies（满誉集团技术公司）的全新公司。新公司启动了新一波技术开发和改造，最近三年对公司的最佳销售型号进行了重要改造并开发了全新机器。下文将突出这些新发展的最相关的方面。 这些技术发展的第一个相关方面是关注工艺自动化的各个方面，聚焦注射成型操作，特别是机器人，被视为对机器效率作出了一种重要贡献（请参见本刊2012年6月号“注射成型系统—材料、模具与设备”一文）。Main Group的技术关注度和灵敏度一直面向优化整个生产周期：有效的工作程序中也必须包括结实耐用和性能可靠的机器。该公司根据这一方向继续发展，研究和开发实现更高生产效率和节约成本的解决方案。 在整个制造活动充满活力的这一特别社会经济阶段，生产技术满足客户的需求从来没有如此重要，例如：降低成本（控制成品的成本）以及提高产品本身的质量。自动化也意味着节约劳动力，特别是在西方国家（而且对于其它国家也一样），劳动力成本会对成品造成巨大影响。特别地，传统鞋类以及安全靴和工作靴要求采用打粗和/或粘合等工艺，在这一方面采用自动化尤其重要。相似应用与处理还包括产品（例如靴类）的后整饰工序。 其它形式的自动化就是采用所谓的小型自动化，其重要程度并不亚于削减成本。不能将注射成型机器认为是其本身的一个终点，而应认为是开展的整个生产工艺中的设备的一个整体部分，因此，即使是小规模地配置自动化系统，也可以对工艺的整体效率作出巨大贡献。操作人员使用新技术手工开展的许多规模小但是重要的工作，也可以采用自动化设备完成，大幅降低了使用的人力。在此我们特别是指机器人操作装置、喷射有机硅脱模剂喷头操作的机器人、控制打磨头的机器手、以及在自动周期期间将钢质中底装入模具内的机器人等。 但是，必须采用一台能够实现整个设备的效率的智能装置管理应用于注射成型机器的所有这些自动元件和设备。为此，Main Group开发了整个新系列软件工具，以优化功能，同时允许方便诊断整个日常生产期间可能出现的真正问题。特别地，管理系统软件检测和监控正常工作周期期间的故障停机或生产损失的所有原因（例如，后期工作报告可以确定机器已经真正生产多少分钟和浪费多少分钟并根据类型分类），因此进行简便和快速干预，不会造成延迟。 材料加工创新是Main Group的市场战略的另一个重要一环。除了与精确控制其模注相关的复杂性以及需要仔细监控整个工艺以外，在用于生产外底或所有橡塑鞋类或靴类的各种材料中，EVA显然是一种十分诱人的材料。用于双色EVA的E266 EVALUTION新机器代表着迈向该领域的一个重要步骤。这些新机器集成了Main Group已经在EVA注射中特别是在双色EVA生产中积累的全部经验和专有技术。该系列机器包括配有2、4、6或8个工作站的型号，所有型号都可以处理两种颜色或两种不同EVA密度的组合材料：多功能性水平较高，能够保证舒适性/稳定性比率卓越，具有天鹅绒/橡胶感觉，密度小材质轻，且热/冷隔绝性能极其优良。 除此之外，由于热流道模具浇口较长，因此没有废品，是在EVA生产中务必考虑的一个因素，因而能够达到更高的生产力以及节约材料和成本。由于采用创新设计，E266 EVALUTION机器中的模具清洁极其简便和快速。操作人员能够以最佳状态更为简便地工作，以大幅降低清洁模具所要求的时间，因此大幅提高产量。经过仔细评估，识别出可以配备4个注射头作为最佳解决方案，因此在典型适合于注射EVA生产鞋底、凉鞋、橡胶套鞋和靴类的机器生产周期期间，使用更多颜料的灵活性巨大。 已经采用了机器的整个设计，以适用于面向重大节能的机械解决方案。这是Main Group的所有新机器中的另一个领先方面；可持续和精益生产对于最终用户越来越重要。机器必须在所有方面“能源敏感”，特别是对于我们认为是复杂的设备，例如注塑系统。Main Group然后逐渐在其所有型号产品中集成一种技术，该技术与我们通常在轿车中熟悉的“智能停启节能系统”技术（start and stop）相似；简而言之，就是在不需要的时候切断所有主电源，然后在需要时重新激活。 这种设计理念会影响机器的几种元件；对于E266，典型例子是关闭阶段的歧管：该机构能够大幅提高移动速度，因此大幅降低时间，提高用于实现所有最终产品质量和生产率的机油流速，以及能够节能。一般来说，在E266 EVALUTION中，由于将设计解决方案 适配于整个液压系统和液压单元，因此能量消散极低，不需要使用制冷单元，因而又节约了能源。 PU、TPU或橡胶组合直接与鞋面注射成型为连帮鞋/靴，这是制鞋中的另一种重要工艺，特别适用于军用靴和安全靴，而且也适用于休闲鞋。Main Group在该市场领域的机器是PRAGMA机器，基于组合注射 – 浇注技术INCOM工艺；此类工艺美学效果优良，橡塑底耐磨性好、经久耐用，由于相关材料轻巧，因此穿着舒适，可以达到的低厚度材料保证高性价比，因而成本控制较好。制造这些机器，能够通过优化气动和液压系统、控制电子以及所有机械元件的设计解决方案，保证生产力水平最高。 新成立的Main Group Technologies美好蓝图中的最后一个领域是其关注前景光明的市场环境，典型例子是用于生产PU工作鞋和安全靴及雨靴的OMEGA 900机器。该系统设计用于连续生产PUR + PUR（不同密度）以及TPU + PUR组合等产品。这一最后选择特别令人感兴趣：TPU用于外底，原因是其耐寒、厚度小、颜色鲜艳，但是，PUR用于鞋面极为理想，因为绝热性能更佳，舒适性更好。组合不同颜色、厚度和设计解决方案的这两种材料，设计人员可以更为自由地在这种以往外观明显不佳的产品中赋予时尚款式和美学元素；因此能够集成产品设计、模具制造和注射工艺，似乎预期着实现一种Main Group等公司将从机器供应商发展为其重要客户的“产品解决方案提供商”的未来憧憬。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/24/2013)