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混色注塑制品自动化生产改造探讨

                                       混色注塑制品自动化生产改造探讨
                                                          梁小全
                (佛山佛塑科技集团股份有限公司,广东佛山528000)
    摘要:首先对混色注塑制品生产技术现状进行了论述,并对注射成型生产工艺的原理、生产前的准备工作以及注射过程进行了详细分析和介绍,最后探讨了混合混色塑料产品自动化生产改造方法,对今后混色注塑制品自动化生产有非常重要的意义。
    关键词:注塑制品;自动化生产;生产改造
    0 引言
    塑料是指以树脂为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分,在加工过程中能流动成型的材料。塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。由于塑料制品具有耐用、防水、质轻、抗腐蚀能力强、制造成本低等优点,在各个领域得到广泛的应用。我国的塑料制品业快速发展,已成为我国国民经济的支柱产业,塑料制品消费量、产量居世界首位,中国已步入世界塑料大国行列,是生产大国、消费大国、进出口大国。
    然而我国塑料行业还是以中小企业为主,行业中低档产品比重大,相当一部分小微企业技术和设备仍然落后、品种单一、生产效率低,缺乏市场竞争能力。让这些小微企业引进先进技术和设备进行全方位的升级改造提高竞争力是一种方法,但投入较高,不是很现实。
    1 混合混色塑料产品生产技术现状
    混色注塑制品自动化生产技术历经百年发展,如今已经非常成熟,塑料行业的发展方向也越来越多样化,主要发展方向是塑料制品的绿色环保和多功能复合结构。由于各种新型注塑机及其工艺不断涌现,落后的生产技术随着混色注塑制品自动化生产技术的不断更新而逐渐被淘汰,生产企业必须不断更新生产技术、改进生产设备才能更好地顺应市场的发展。
    混色注塑制品自动化生产技术其实是注射成型技术中的一种,注射成型技术需要多个注射系统的注塑机,其原理是把不同颜色、不同材质或是不同颜色及材质按照一定的顺序实现注射成型的方法。混色注塑制品自动化生产技术虽然早已经被提出并且在实际生产中应用,但这项技术对注塑机的要求非常高而且特殊,当时复杂塑料在市场上并没有很大的需求,所以没有被重视,直到人们对塑料制品的要求不断提高,这项生产技术才开始不断更新和完善。
    成型双色塑料制品基本方法:第一种是使用两套独立的普通注塑机,其中一台注塑机主要功能是注塑成型一种颜色的塑料嵌件,再把该嵌件放到另一台注塑机上注射另外一种颜色,即得到双色塑料制品。这种方法设备简单,成型方法比较容易,是传统的成型方法,但需要的人力成本较高,生产效率比较低,技术也比较落后,大型企业基本上已经淘汰了这种方法。第二种是使用双色注塑成型机,将两种材料或颜色的塑料直接在同一台注塑机上注塑成型。双色注塑成型机是采用两个相对独立的注塑装置,通过不同料筒塑化不同类型及颜色的塑料,其注塑过程无需人工参与,能够完全实现自动化生产双色塑料制品,但中后期的设备维护管理要求高。
    2 注射工艺
    2.1 注射工艺原理
    注塑机的成型主要是利用了塑料塑性的物理性质,让物料能够通过漏斗进入料筒,加热线圈不断加热把塑料融化成熔融状态,物料在螺杆的旋转作用下通过螺槽把物料运送到固定位置并且进行压实。在螺杆外部加热和剪切力的共同作用下,物料开始逐渐熔融、塑化。当螺杆开始旋转时,在摩擦力和剪切力的共同作用下熔融状态的物料逐渐被运送到螺杆头部,与此同时,由于反作用力,使得螺杆开始后退,逐渐在螺杆头部形成储料空间,从而完成塑化。随后,在油缸活塞的作用下,经过不断高压高速旋转螺杆把物料运送到模具空腔内。
    2.2 注射成型前的准备工作
    为了确保塑料产品的质量和注塑顺利完成,在进行加工之前往往需要做很多的准备工作。例如,鉴定原料的大小、色泽以及工艺性能;清洗料筒,避免出现塑料分解问题;检测塑料的物料含水量,并且把容易吸湿的材料进行一定干燥;如果带有嵌件的成型塑件,应该对其进行预热处理,避免出现开裂问题;合理使用脱膜剂等。
    2.3 注射工艺开展的过程
    塑料基本注射过程有4个部分,包括加料、塑化、注型、脱模。这4部分实际上是连续的完整过程,对于塑料的质量有着很大影响。加料的时候无论是多加还是少加,都会影响塑料制品的最终效果,所以依据实际需要来规定塑料的使用量,从而确保塑料的均匀性和稳定性;在加料完成之后,还应该对其进行加热处理,保证固体出现良好的可塑性和良好的粘流性,也就是塑化。想要充分地把塑料进行塑化是离不开塑料工艺、塑料特性以及制造塑料设备的;注型实际上就是通过螺杆来推动熔料快速注满模具,并且在一定的压力下完成固型,主要可以分成保压、冷却、冲模以及倒流等;注射成型的最后步骤就是脱模,当工件冷却到一定程度的时候,虽然此时已经成型,但一旦脱模不当,会出现一定缺陷。
    2.4 塑件后的处理
    在脱模之后对其进行调湿和退火处理,从而保障塑料产品的稳定性能。退火处理的主要目的就是消除塑化不均匀和冷却不均匀导致的应力。调湿主要是保障塑料制品的性能、颜色以及稳定性。
    3 混合混色塑料产品自动化生产改造探讨
    3.1 传统生产工艺
    传统生产工艺是使用相互独立的两套普通注塑机,一台注塑一种颜色的塑料嵌件,另一台安放嵌件,然后对另一种颜色进行合理的注射成型,最终形成双色塑料产品。此种工艺,注塑机之间不存在通信,软硬部件注塑完成后再通过人工进行装配,人工成本较高,生产效率和自动化程度较低,缺少有效的监控系统。
    3.2 新生产工艺流程
    面对以往传统工艺存在的缺陷和不足,对原有工艺进行优化。图1为混合混色注塑生产新工艺基本流程。
    
    新的工艺流程设计是利用机械手将两台注塑机有效地联系起来,从而实现混合混色塑料产品自动化生产。具体流程如下:硬料注塑机完成注塑后,通过机械手二将注塑件传送到专用传送带上。机械手一获得信息后,取下专用传送带上的注塑件,把注塑件放入软料注塑机中,注塑形成产品,产品送回机械手一,通过机械一再放到传送带上,完成产品输出。机械手再从专用传送带取下一个注塑件,循环作业。设备之间使用CAN总线技术,借助机器对整个生产流程进行监控。
    4 结语
    本文通过新工艺的流程设计,将两台注塑机有效地联系起来,实现自动生产,在提高生产效率和产品质量的同时,节省了人力成本。在目前人力成本不断增高的现状下,不失为小微企业技术改造的一条途径。
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