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注塑裝備已經(jīng)有一百多年發(fā)展歷史，屬于比較傳統(tǒng)行業(yè).在過去的時間里，國外注塑機(jī)企業(yè)一直處于主導(dǎo)地位，占據(jù)市場主要份額。近年來，隨著國內(nèi)制造業(yè)的快速發(fā)展和市場需求的不斷增長，國內(nèi)注塑機(jī)企業(yè)意識到依賴國外技術(shù)的局限性。為了打破國外技術(shù)的壟斷，提升國內(nèi)注塑機(jī)行業(yè)的整體實(shí)力，德庫瑪加大研發(fā)投入，基于物理第一性原理進(jìn)行原始創(chuàng)新，取得多項技術(shù)突破，為注塑機(jī)行業(yè)持續(xù)發(fā)展提供有效借鑒。
四大“分離”技術(shù)創(chuàng)新
注和塑分離
德庫瑪分析業(yè)內(nèi)發(fā)展最成熟，最經(jīng)典的雙缸注塑成型結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)由于自動化程度高，制造、安裝、簡單，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)最多采用的結(jié)構(gòu)。經(jīng)研究，德庫瑪發(fā)現(xiàn)其每個循環(huán)周期，在射出過程，把熔膠系統(tǒng)（液壓驅(qū)動的采用液壓馬達(dá)，電驅(qū)動的采用伺服電機(jī)，有的帶減速器或皮帶輪）。如何進(jìn)一步提升射出反應(yīng)速度和停止位置精度就成為瓶頸，創(chuàng)新設(shè)計可以采用注和塑分離結(jié)構(gòu)，通過中間花鍵和花鍵套，實(shí)現(xiàn)塑化系統(tǒng)固定不動，從而大大提升設(shè)備的反應(yīng)速度和位置停止精度，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的德庫瑪注塑機(jī)，反應(yīng)速度提升一倍。
低慣量結(jié)構(gòu)
曲線對標(biāo)效果
射出與保壓分離
眾所周知，在大部分成型填充過程，熔融膠料在模具型腔沒有充分填滿情況下，較低射出壓力只需克服流道和模具型腔內(nèi)空氣等阻力，當(dāng)模具型腔填充滿后；較高射出壓力需要克服產(chǎn)品冷卻收縮以及達(dá)到產(chǎn)品表面質(zhì)量要求，所以實(shí)際在整個充填過程，需要射出油缸的壓力是兩個階段，如果設(shè)備采用上述高等學(xué)校輕工專業(yè)教材《塑料機(jī)械設(shè)計》經(jīng)典結(jié)構(gòu)，那么其射出油缸直徑大小必須依據(jù)最大射出力設(shè)計，也就是在充填的射出時是浪費(fèi)壓力，在保壓時浪費(fèi)速度，經(jīng)典一次射出過程壓力曲線如下（該曲線采集自48腔PET瓶胚射出過程）：
壓力曲線圖
如何從“物理學(xué)第一性原理”進(jìn)行研發(fā)，突破傳統(tǒng)經(jīng)典結(jié)構(gòu)；經(jīng)研究，我們會發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)雙缸注射裝置和雙階式注射裝置都可以實(shí)現(xiàn)充填過程的射出與保壓分離。
1/在傳統(tǒng)雙缸射出油缸上實(shí)現(xiàn)射出與保壓分離
結(jié)構(gòu)原理圖
在標(biāo)準(zhǔn)雙缸低慣量機(jī)器上經(jīng)過上述創(chuàng)新優(yōu)化后，發(fā)現(xiàn)原來很難在雙缸機(jī)器上成型，只有單缸機(jī)才能才能成型的超薄制品，例如一次性快餐盒（測試選的是一出十二500ML快餐盒）和奶茶杯（測試選的是一出八700ML奶茶杯）都可以成型。
實(shí)物機(jī)器圖
2/在雙階式注射裝置實(shí)現(xiàn)射出與保壓分離
雙階注射，當(dāng)前業(yè)內(nèi)基本采用塑化階和填充階分離，螺桿實(shí)現(xiàn)塑化，柱塞實(shí)現(xiàn)填充（射出加保壓），中間增加轉(zhuǎn)閥作為動作切換。如果應(yīng)用于飲用PET行業(yè)，由于射出活塞前端物料先進(jìn)后出，會導(dǎo)致物料滯留，從而導(dǎo)致AA值升高，同時轉(zhuǎn)閥與空氣接觸，極大增加漏膠風(fēng)險。經(jīng)研究，我們會發(fā)現(xiàn)螺桿在塑化同時，增加一定的保壓動作（按照DKM設(shè)計，預(yù)留1D的射膠行程）作為保壓，射出可以根據(jù)實(shí)際制品和模具，適當(dāng)降低活塞直徑，同時為了徹底解決先進(jìn)后出問題，每一次把射出活塞前端物料排完，我們研究采用機(jī)鉸結(jié)構(gòu)，有效利用機(jī)鉸運(yùn)動終點(diǎn)固定和自鎖功能，可以有效防止在完成射出動作后，保壓時物料反流現(xiàn)象，最終實(shí)現(xiàn)射出與保壓分離。
射出與保壓分離 3D模型
雙階技術(shù)
射出與保壓分離實(shí)物效果
松退和射出分離
在液壓單缸機(jī)領(lǐng)域，由于單缸機(jī)構(gòu)油缸中心受力，不存在多個油缸油壓阻力不平衡問題，所以適合做高速機(jī)；按照射出油缸是否進(jìn)行螺旋運(yùn)動，業(yè)內(nèi)有兩種不同的技術(shù)路線：一種采用射出油缸螺旋密封，該技術(shù)路線存在加工、裝配和液壓密封困難問題，業(yè)內(nèi)為了不影響機(jī)器長期使用，在油缸活塞處從一道密封，依次增加到兩道密封，甚至五道來密封延長設(shè)備使用時間。第二種路線采用射出活塞往復(fù)運(yùn)動（不進(jìn)行螺旋運(yùn)動），該結(jié)構(gòu)在原理上避免螺旋密封引起的問題，但是存在內(nèi)部油缸多重嵌套，成本比較貴；針對第二種結(jié)構(gòu)，如何從“物理學(xué)第一性原理”進(jìn)行研發(fā)，突破傳統(tǒng)經(jīng)典結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)；經(jīng)研究，我們會發(fā)現(xiàn)通過把松退和射出分離，可以有效降低油缸嵌套的復(fù)雜結(jié)構(gòu)（一個活塞同時實(shí)現(xiàn)松退和射出動作），并進(jìn)一步通過引入低慣量理念，可以實(shí)現(xiàn)單缸機(jī)所優(yōu)點(diǎn)同時，可以有效避免機(jī)構(gòu)成本高，壽命低，密封容易漏油等原理性問題。
傳統(tǒng)單缸機(jī)結(jié)構(gòu)
應(yīng)用低慣量結(jié)構(gòu)
移模與鎖模分離
在中小型機(jī)合模機(jī)構(gòu)，無論是液壓機(jī)還是電動機(jī)，均采用機(jī)鉸機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動曲線穩(wěn)定，通過機(jī)鉸機(jī)構(gòu)的放大，有效放大油缸或絲桿的推力，達(dá)到幾十甚至幾百噸合模力，從而成為經(jīng)典的合模機(jī)構(gòu)。如果采購該機(jī)構(gòu)應(yīng)用于潔凈度要求高的醫(yī)療，精密電子，光學(xué)等行業(yè)，就會因?yàn)闄C(jī)鉸需要連續(xù)的潤滑而無法做到潔凈成型。
針對這一問題，業(yè)內(nèi)也有采用液壓直鎖等方案，如果直接采用大型液壓缸直鎖，會導(dǎo)致液壓油充填能耗增加，針對此要求，業(yè)內(nèi)也有采用四根拉桿直拉方案。
四根拉桿直拉移模方案
該結(jié)構(gòu)由于在實(shí)現(xiàn)在拉桿內(nèi)部進(jìn)行移模和鎖模，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，如何從“物理學(xué)第一性原理”進(jìn)行研發(fā)，突破傳統(tǒng)經(jīng)典結(jié)構(gòu)；經(jīng)研究，我們會發(fā)現(xiàn)通過把移模和鎖模分離，移模采用絲桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)快速和精密移動；合模采用拉桿上的油缸結(jié)構(gòu)；為了有效避免液壓油大量的充放，我們采用等面積油缸結(jié)構(gòu)，在活塞中心設(shè)計快速滑閥來實(shí)現(xiàn)兩邊液壓油的充放，從而實(shí)現(xiàn)精密潔凈的注塑成型。
移模與鎖模分離結(jié)構(gòu)
綜上各類注塑成型結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，都是在回歸注塑成型本質(zhì)需求，也就是從“物理學(xué)第一性原理”進(jìn)行研發(fā)，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷驗(yàn)證和優(yōu)化，最終滿足通用設(shè)備和各類專用領(lǐng)域設(shè)備的需求。
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