全面改造的熱成型機(jī)和沖邊機(jī)

文/本刊記者 Jim Callari

全面改造的熱成型機(jī)和沖邊機(jī)

文/本刊記者 Jim Callari

新的熱成型機(jī)

Lyle工業(yè)公司的SS454高速熱成型機(jī)，以每塊壓板上大功率和精確的雙伺服驅(qū)動(dòng)器為特色，據(jù)報(bào)道，它們確保了壓板平穩(wěn)和平衡地移動(dòng)，并快速地開(kāi)合模具。該公司聲稱，通過(guò)該工位的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了非常高的鑄壓力，從而提供最佳的部件去邊。

這種重型設(shè)計(jì)可以應(yīng)對(duì)100 psi（1 psi=6.89 KPa）或更高的空氣壓力，撓曲最小，同時(shí)側(cè)驅(qū)動(dòng)滾柱軸承肘桿被認(rèn)為提供較長(zhǎng)的壽命和極佳的壓板穩(wěn)定性。該機(jī)還采用Lyle公司稱之為“下一代的閥門”。據(jù)稱，高流量真空閥門和壓力成型閥門與上一代的閥門相比，在設(shè)計(jì)上小65%，填充和排空速度快40%。

選項(xiàng)包括頂部或底部伺服插拔驅(qū)動(dòng)器，采用滾柱-螺桿技術(shù)；一個(gè)快速更換的工具包；伺服控制閥；以及模塞加熱器控制。

沖邊機(jī)

Brown機(jī)器公司在展會(huì)上首次展出了一系列產(chǎn)品。其中主要產(chǎn)品是LS-Elite系列伺服驅(qū)動(dòng)臥式?jīng)_邊機(jī)。該系列產(chǎn)品配備了一系列的功能，據(jù)稱，它們具有更高的速度、極佳的精度及更長(zhǎng)的模具壽命，且維護(hù)方便，更換更迅速。

Brown公司的新Elite系列沖邊機(jī)配備了一系列先進(jìn)的功能，據(jù)稱，它們提供更快的速度、極佳的沖邊精度及更長(zhǎng)的模具壽命，且易于維護(hù)，更換更迅速

這些新機(jī)器采用平衡的主機(jī)組件、增強(qiáng)的線性引導(dǎo)壓板系統(tǒng)、中性連接平衡系統(tǒng)、先進(jìn)的罩蓋系統(tǒng)、凸輪伺服進(jìn)料系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)踏板、伺服頂桿和高效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。據(jù)報(bào)道，它們被設(shè)計(jì)成運(yùn)行快速，同時(shí)不犧牲沖邊質(zhì)量或者機(jī)器的耐久性。

為了模具更換更快速，Brown公司設(shè)計(jì)了新的功能并且重新設(shè)計(jì)了零部件，以實(shí)現(xiàn)其所聲稱的在行業(yè)內(nèi)最短的更換時(shí)間。這些創(chuàng)新包括全面的安全防護(hù)，它們提供對(duì)于維護(hù)和模具更換方便的進(jìn)入、側(cè)負(fù)載能力、EZ調(diào)整曲柄行程、微調(diào)節(jié)壓板并行、脫扣釋放連接桿、踏板提升機(jī)、罩蓋回縮和用于模具定位的自動(dòng)控制器。

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記站在全面建成小康社會(huì)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)的戰(zhàn)略高度，把脫貧攻堅(jiān)擺到治國(guó)理政突出位置，提出一系列新思想新觀點(diǎn)，作出一系列新決策新部署。重慶市巫山縣深學(xué)篤用習(xí)近平總書記關(guān)于扶貧的重要論述，擼起袖子加油干，奮力推動(dòng)脫貧攻堅(jiān)決戰(zhàn)決勝。

LS-Elite系 列 能 夠 達(dá) 到175 r/min以上的速度，且模具更換時(shí)間在30 min以內(nèi)。其標(biāo)準(zhǔn)功能如下：

1.Allen-Bradley Panelview與Compact Logix機(jī)器控制器接口，再加上Yaskawa公司的高速度/扭矩伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，據(jù)稱，在速度和功率范圍內(nèi)提供完全的沖邊機(jī)控制。該沖邊機(jī)控制器采用由非專有軟件編程的用戶友好型開(kāi)放式體系架構(gòu)和零部件。

2.一種平衡的框架設(shè)計(jì)具有精密水平控制和減振調(diào)整墊。由于重新設(shè)計(jì)了管狀金屬框架和壓板，它們?cè)诩庸r(shí)可以消除應(yīng)力而得以優(yōu)化平衡、導(dǎo)向和支撐。其上層結(jié)構(gòu)還包括前支架和可調(diào)節(jié)的調(diào)整墊，用于精密校平和移動(dòng)減振。

3．?dāng)U展設(shè)計(jì)，使預(yù)緊的線性球軸承提供了極高的精度和延長(zhǎng)的模具壽命。移動(dòng)壓板具有更大的深度以最小化撓曲，使軸承被擴(kuò)展得更遠(yuǎn)。再加上使用預(yù)緊球軸承，提供了在全噸位下接近零的撓曲和更大的剛度，這樣幾乎消除了在偏心沖邊載荷條件下的傾斜。

4.為了獲得曲柄滑輪和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間可靠的性能和零滑動(dòng)，曲柄滑輪包含了齒輪的齒和齒形帶，以增加功率和速度控制。齒形帶也保持減振的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，振動(dòng)是在沖邊過(guò)程中通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的。

5.這臺(tái)新的沖邊機(jī)兩側(cè)的全長(zhǎng)度旁路滑動(dòng)防護(hù)門和前方與后方鉸鏈防護(hù)門，提供了高級(jí)別的安全，以防止操作人員在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)入機(jī)器。這種改進(jìn)的設(shè)計(jì)也在模具更換和維護(hù)功能中提供方便的進(jìn)入和可達(dá)性。

還有幾個(gè)正在申請(qǐng)專利的選項(xiàng)。其中有EZ調(diào)整曲柄行程（crank throw），用于更快的沖邊機(jī)行程變化。曲柄滑輪或飛輪內(nèi)精密加工的滑道（gib-and-way），使曲柄行程可以容易地重新定位到一個(gè)新的行程位置。

在模具更換過(guò)程中，行程隨著新系統(tǒng)的變化用三個(gè)簡(jiǎn)單的步驟來(lái)完成：拆除曲柄行程螺栓和定位肩螺栓；一根調(diào)整螺桿使曲柄行程可以在滑道中移動(dòng)至所要求的行程設(shè)置；然后重新插入曲柄行程螺栓和定位肩螺栓。這種新設(shè)計(jì)比移動(dòng)曲柄行程的傳統(tǒng)方法更容易，可以手動(dòng)定位組件至新的行程位置，然后固定新位置中的曲柄行程。

另一個(gè)選項(xiàng)是脫扣釋放功能，用于更快速地更換和方便的模座維護(hù)。這種新的設(shè)計(jì)在連接桿內(nèi)采用一個(gè)脫扣釋放功能，使動(dòng)壓板能比預(yù)設(shè)的沖邊機(jī)行程移動(dòng)得更遠(yuǎn)。沖邊工具組件可以從沖邊機(jī)側(cè)拆除，無(wú)需先拆卸單個(gè)頂桿和自動(dòng)引出管。

另一個(gè)好處是具有在沖邊機(jī)內(nèi)維護(hù)模座的能力。一般都是采用專門為短行程沖邊而設(shè)計(jì)的淺部件和全打開(kāi)的動(dòng)壓板，導(dǎo)致在沖頭和模具之間幾乎沒(méi)有空間。而脫扣釋放提供了回縮動(dòng)壓板的能力，為沖邊組件維護(hù)提供了充足的間隙，而不必從機(jī)器上拆下沖邊工具。

還有一個(gè)選項(xiàng)是中性連接系統(tǒng)，提供高速下真正的平衡條件。該系統(tǒng)采用多行程的設(shè)置，使平衡行程的調(diào)整能夠優(yōu)化補(bǔ)償動(dòng)壓板和模具的組合重量。因此，Brown公司稱其熱成型機(jī)可以相對(duì)于動(dòng)壓板行程的增加或減少來(lái)增加或減少平衡行程。增加了這種能力就不需要在嚴(yán)重不平衡的重量負(fù)荷條件下，用一個(gè)固定行程來(lái)平衡運(yùn)行或者必須添加或從平衡系統(tǒng)中去除重量。

另外提供的選項(xiàng)是新沖邊機(jī)和模具保護(hù)的控制功能，它們采用實(shí)時(shí)應(yīng)變儀監(jiān)測(cè)噸位，并進(jìn)行沖邊機(jī)及模座套管溫度監(jiān)測(cè)，以確保最佳的操作參數(shù)。一種用于可靠導(dǎo)向的先進(jìn)罩蓋系統(tǒng)也是新的；閉環(huán)控制和定位技術(shù)用于熱成型機(jī)至沖邊機(jī)喂料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移；一種升級(jí)的伺服頂桿系統(tǒng)用于增加的剛度和更高的性能；升級(jí)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于正驅(qū)動(dòng)和減少?gòu)澢?；升?jí)的踏板升降機(jī)用于任何位置的動(dòng)壓板更平穩(wěn)地提升。

同時(shí)，Thermoforming系統(tǒng)公司的新LR系列沖邊機(jī)采用大量的焊接和應(yīng)力消除框架，以適應(yīng)在每臺(tái)水平和垂直線性導(dǎo)軌壓機(jī)上所需要的沖邊負(fù)載。與伺服驅(qū)動(dòng)的夾輪（nip wheel）或伺服機(jī)械選擇進(jìn)料（pick feed）一樣，臥式壓機(jī)的正向和反向沖邊配置也可以獲得。立式型號(hào)采用前后伺服轉(zhuǎn)位輪，以獲得轉(zhuǎn)位中的最大速度和準(zhǔn)確性。平行踏板動(dòng)作、伺服頂桿和下游自動(dòng)化的集成也有提供。

在Brown公司新的沖邊機(jī)上，一種可選的、已申請(qǐng)專利的脫扣式連接桿釋放裝置（在圖中顯示回縮）提供更迅速地更換和方便的模座維護(hù)

更快速地?fù)Q卷

德國(guó)Gabler公司帶來(lái)了一種稱為L(zhǎng)ift的片材換卷裝置。Gabler公司稱，這種自動(dòng)化單元在離線成型操作中使卷與卷之間的更換更容易，從而減少了熱成型生產(chǎn)的中斷。據(jù)報(bào)道，Lift可以處理直徑達(dá)2 000 mm、質(zhì)量達(dá)4 400 lb（1 lb=0.4536 kg）的卷。送料速度可以調(diào)整到與熱成型機(jī)相配，保證平穩(wěn)放卷。

Gabler公司還介紹了新一代高效片材預(yù)熱器，特別是針對(duì)PP、其他聚烯烴和共擠出應(yīng)用。

正如Gabler公司對(duì)它的解釋，聚烯烴離線成型的最重要因素是片材核心的溫度。Gabler公司提供了兩種解決方案，稱為2heat和4play。每個(gè)系統(tǒng)提供了額外的大直徑轉(zhuǎn)鼓和轉(zhuǎn)鼓圓周的均勻加熱，據(jù)稱，這樣可保證熱量平穩(wěn)地傳遞到片材，同時(shí)提供均勻的溫度分布至核心。一個(gè)集成的片材熱通道避免了片材在進(jìn)入成型機(jī)之前溫度的損失。

兩種單元的任何一種可以和任何類型的成型機(jī)一起使用。2heat是面向?qū)挾冗_(dá)640 mm的片材，而4play適合更寬（800～13 300 mm）、更高產(chǎn)量的操作。采用一種自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更快地起動(dòng)。對(duì)于每種設(shè)備，轉(zhuǎn)鼓都有一層保護(hù)層，可以很容易從各個(gè)側(cè)面進(jìn)入進(jìn)行清潔。

助壓模塞的研究

在展會(huì)上CMT材料公司公布的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，復(fù)合泡沫助壓模塞比用于熱成型PP透明部件的固相聚合物助壓模塞有更大的性能優(yōu)勢(shì)。在測(cè)量不同助壓模塞材料的影響時(shí)，CMT的科學(xué)家在統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)對(duì)于使用復(fù)合泡沫模塞的熱成型PP部件，其霧度、材料分布以及抗壓碎強(qiáng)度上都有顯著地提高。受到加工和拋光技術(shù)影響的模塞表面質(zhì)量，也被確定為一個(gè)關(guān)鍵因素。

采用0.055 in（1.39 mm）厚的PP片材（采用了美利肯的Millad NX 8000透明劑）的熱成型試驗(yàn)，在uVu技術(shù)公司（佛羅里達(dá)州Boca Raton）中進(jìn)行，以確定CMT材料公司的Hytac-C1R共聚物組合泡沫與固相聚合物相比（如聚醚酰亞胺（PEI）和縮醛），是否可以提供復(fù)合泡沫所有的好處，并且在光學(xué)性能上沒(méi)有任何損失。

成型的部件是一個(gè)3.5 in（約89 mm）高的杯子，杯緣內(nèi)徑為2.6 in（約66 mm），底部直徑是2 in（約51 mm），獲得了3.4的牽引比。

對(duì)于成型透明的PP部件，一項(xiàng)新的研究顯示了采用復(fù)合泡沫助壓模塞在霧度、材料分布和抗壓碎強(qiáng)度上與采用固相聚合物的助壓模塞相比具有卓越的性能

與PEI相比，Hytac-C1R使杯子的霧度降低了20%，重量增加了10%，與縮醛成型的杯子相比重量則增加了3%。

“Hytac-C1R具有一個(gè)高摩擦力的聚合物基體，與其他模塞材料相比，它使將片材拉進(jìn)模具的能力最大化。”CMT的材料工程師Kathleen Boivin指出，用該材料的模塞成型，相比PEI，使最小壁厚增加了28%；與縮醛相比，則增加了20%。而對(duì)于熱成型商而言，部件的厚度與抗壓碎性相關(guān)。

“容器需要在其應(yīng)用中保持完好，而沒(méi)有任何破壞的跡象，”Boivin解釋道，“例如，一個(gè)透明的飲料杯需要足夠的剛性，當(dāng)應(yīng)用蓋子時(shí)可以避免屈曲和溢出；一個(gè)漿果籃子需要足夠高的強(qiáng)度，使?jié)M載的籃子能夠很好地堆疊，從而避免損壞里面易損的漿果?！?/p>

根據(jù)研究，采用CMT材料制成的模塞，可以增加杯子的重量及最小側(cè)壁厚度，這樣能使杯子的抗壓碎強(qiáng)度相比采用PEI制成的模塞提高31%?？傊?，與PEI和縮醛相比，Hytac-C1R可帶來(lái)相當(dāng)?shù)幕蚋倪M(jìn)的光學(xué)性能，同時(shí)提高材料的分布并制得強(qiáng)度更大的杯子。

（接P18）繼續(xù)為汽車應(yīng)用領(lǐng)域提供了多部大型的熱成型機(jī)，包括為汽車內(nèi)飾件制造商FCA集團(tuán)的Magneti Marelli公司提供了5臺(tái)設(shè)備。

當(dāng)時(shí)提供的第一臺(tái)機(jī)器是用于生產(chǎn)Jeep Renegade車型的整體儀表板，后來(lái)又在交貨計(jì)劃中追加了兩套類似RotoCrea型的熱成型設(shè)備，用來(lái)在意大利生產(chǎn)Fiat 500X車型的儀表板，還有兩臺(tái)單站式熱成型機(jī)在Jeep巴西工廠生產(chǎn)Jeep Renegade車型的護(hù)板。尤其是巴西這個(gè)項(xiàng)目，供貨范圍更廣泛，不僅包括兩臺(tái)Crea熱成型機(jī)，還提供了一套完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：在康隆（Cannon）意大利的熱成型實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)700個(gè)護(hù)板原型件；用于原型設(shè)計(jì)和生 產(chǎn)的模具；兩套對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修邊的Belotti CNC中心；以及相應(yīng)的磨削夾具和切邊壓機(jī)。

Calsonic Kansei公司用于生產(chǎn)日產(chǎn)INFINITI儀表板的熱覆式成型機(jī)

康?。–annon）Ergos公司在2014年還贏得了另一個(gè)極其重要的項(xiàng)目，為日本的Calsonic Kansei公司提供生產(chǎn)設(shè)備，用于生產(chǎn)日產(chǎn)豪華品牌Infiniti新款車型的儀表板。

這種軟質(zhì)高檔儀表板采用一種熱覆式工藝，外表面是一層TPO和膨脹PP，覆在一套注塑的PP骨架上。TPO片材的長(zhǎng)度需非常精確，經(jīng)開(kāi)卷、切割、加熱、內(nèi)襯一層粘合劑，然后在模具內(nèi)與PP骨架自動(dòng)熱覆成型。CREA成型機(jī)可承載2 m×1 m的模具，多層的表面材料與骨架完美粘接制成儀表板。然后，即可手動(dòng)卸下儀表板成品。生產(chǎn)線只需一名工人，每90 s即可生產(chǎn)一個(gè)儀表板。