塑料制品的生命周期變得越來越短。這也意味著必須縮短成本分期攤還的時(shí)間。對(duì)于生產(chǎn)而言,這就要求能夠有效地制造所有各種不同批量的產(chǎn)品,同時(shí)投資決策必須不僅基于現(xiàn)在的產(chǎn)品,還要基于未來的產(chǎn)品。許多加工廠商極其看好小型注射成型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。選擇機(jī)器大小的首要因素是所生產(chǎn)的產(chǎn)品,選擇機(jī)器,首先的和最重要的條件是滿足適當(dāng)?shù)暮夏A妥⑸潴w積這樣一些要求。
大量的可供選擇的機(jī)器
注射成型的成型零件和制品所涵蓋的范圍幾乎是無限的,因而注射重量和制品尺寸的多樣性也好像是沒有限制似的。它們的范圍可以從0.001到0.01g的微型零件,直到約為66kg注射重量的半個(gè)汽車車體的大型零件。不過,最大多數(shù)的注射成型零件處于這兩個(gè)邊界范圍之內(nèi),重量為數(shù)克到數(shù)百克。這也就是與這樣一些小零件,如插銷、插銷連接器、密封件、玩具和電子物件等相關(guān)的領(lǐng)域——恰好是合模力可達(dá)500kN的小型注射成型機(jī)的主要應(yīng)用區(qū)域。
在小型機(jī)器上制造的產(chǎn)品的極大多樣,,哇與可獲得的小型機(jī)器的規(guī)格范圍是相匹配的。幾乎所有機(jī)器制造商都生產(chǎn)合模力在較低區(qū)域的機(jī)器。它們中的某些,例如Arburg和Dr.Boy公司,甚至是從這些小型注射成型機(jī)上獲得大部分的收入。對(duì)于其他制造廠商,如DemagErgotech、Engel、Battenfeld和Krauss-Mallei等公司,小型機(jī)器使它們有一個(gè)完整的供貨范圍。
小兄弟也是五臟俱全
生產(chǎn)的小型機(jī)器也要使它們具備較大合模力的機(jī)器所具有的所有變化形式,例如,它們也有二板式、肘桿式和全液壓合模設(shè)備等。和大型機(jī)器一樣,液壓驅(qū)動(dòng)在各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中占統(tǒng)治地位。全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)比起合模力為1000kN的機(jī)器來稍微少一些。在德國市場上,合模力為500kN的全電動(dòng)機(jī)器當(dāng)前僅由Fanuc、 Ferromatik-Milacron和Battenfeld公司提供。Fanuc甚至是更小的合模力機(jī)器的唯一供應(yīng)商。
就像它們的大哥哥那樣進(jìn)行控制
看一下小型注射成型機(jī)的購買價(jià)格,可以發(fā)現(xiàn),它隨合模力增加而增加,而按照單位合模力計(jì)算的價(jià)格,則是減少的
小型機(jī)器按照合模力而言購買價(jià)格較高的原因, 除了其他因素外,可以這樣解釋:它們使用零件和部件的方式是與中等和大型機(jī)器完全相同的。
在小型機(jī)器上制造產(chǎn)品需要像中型或大型機(jī)器上制造產(chǎn)品時(shí)同樣的加工控制。這也就是說,為了進(jìn)行適當(dāng)控制,要用同樣的速度,以同樣的質(zhì)量從加工過程中獲得信息。反過來說,這要求使用大型機(jī)器所使用的同樣的傳感器。由于信號(hào)加工和過程監(jiān)測必須以同樣的方式進(jìn)行,控制系統(tǒng)既不可能較小,也不可能較為便宜。并且,客戶希望不管機(jī)器尺寸大小,在他們的機(jī)器上有同樣類型的控制系統(tǒng),因而小型和大型機(jī)器的控制系統(tǒng)差別不大,而在大型機(jī)器上,控制系統(tǒng)和傳感器的成本僅構(gòu)成總成本的一個(gè)較小比例。
但是,每千牛頓合模力較高的購買價(jià)格并不是小型機(jī)器使用和普及的障礙。對(duì)用戶而言,更為重要的應(yīng)當(dāng)是與產(chǎn)品相關(guān)的成本,因?yàn)闄C(jī)器購買價(jià)格僅僅是許多成本因素之一。并不是所有的各種影響總是己知的,可以直接地因素化,或者間接地計(jì)入產(chǎn)品成本。在這方面,加工廠商從使用小型機(jī)器所取得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是有用的。
Lego公司有數(shù)百臺(tái)小型機(jī)器
丹麥Lego公司在數(shù)百臺(tái)合模力在500 kN左右的小型機(jī)器上進(jìn)行生產(chǎn)。這些機(jī)器中三分之二以上合模力在250到600 kN之間。它們的大多數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)器。它們能被選定,是因?yàn)樗鼈兡軡M足Lego公司的特殊需求方針并適合Euromap接口。這有助于將它們集成入Lego的自動(dòng)化環(huán)境,從而生產(chǎn)本身能被很好地組織起來并廣泛地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。Lego公司有多年的加工塑料和使用小型注射成型機(jī)的經(jīng)驗(yàn)。多年來,它表明小型機(jī)器對(duì)小型塑料制品是有好處的。
理論上,小型制品可在機(jī)器合模力較大的多型腔模具上生產(chǎn),這種機(jī)器也仍然有很高的容積利用程度。如果零件的數(shù)量有足夠保證,一種制品可在各配備一個(gè)8型腔模具的4臺(tái)小型注射成型機(jī)上生產(chǎn)。
它的一種自然的可替代的辦法是在一臺(tái)安裝有32個(gè)型腔的模具的較大機(jī)器上制造這種零件。在大多數(shù)情況下,小型機(jī)器和幾個(gè)模具己成為Lego公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。無論如何,選擇小型注射成型機(jī)的理由常常并不總是立即顯現(xiàn)出來的。
比在大型機(jī)器上有更低的生產(chǎn)成本
Lego 公司的經(jīng)驗(yàn)表明,使用較大的多型腔模具的機(jī)器確實(shí)可以期望得到較高的每小時(shí)的產(chǎn)量。但是,模具、機(jī)器、附屬設(shè)備、占地面積、折舊、能源消耗和維修的費(fèi)用也較高。結(jié)果是每小時(shí)生產(chǎn)的全部成本與每臺(tái)機(jī)器和模具產(chǎn)量的上升成正比。因此,使用有多型腔的大型機(jī)器對(duì)公司既沒有成本方面的優(yōu)點(diǎn)也沒有成本方面的缺點(diǎn)。但是,可能在小型機(jī)器上有一些限制因素不那么突出。例如,每一個(gè)機(jī)器群體都需要維修和服務(wù),因?yàn)橹挥蓄A(yù)防性的和系統(tǒng)性的措施能最大限度地確保機(jī)器的磨損最小,使效率、完好率和生產(chǎn)率得到改善。對(duì)于Lego公司,小型機(jī)器維修和服務(wù)有這樣的優(yōu)點(diǎn):通常不必要完全停止一種零件的生產(chǎn),這是因?yàn)橥环N制品的模具分別安裝在不同的機(jī)器上進(jìn)行生產(chǎn),即使對(duì)其中一臺(tái)進(jìn)行維修,生產(chǎn)仍然可以繼續(xù)進(jìn)行。
除維修外,在幾臺(tái)小型機(jī)器上使用幾套模具還在其他方面使Lego公司得益,這更證實(shí)了使用小型機(jī)器的合理性。
在小型機(jī)器上并行進(jìn)行生產(chǎn)
產(chǎn)品著色是一項(xiàng)關(guān)鍵性的工序,玩具制品制造商尤其關(guān)注這一點(diǎn),因?yàn)橥瑯拥漠a(chǎn)品常常要求不同的顏色。使用分別安裝在各臺(tái)小型機(jī)器上的幾套不同的模具可以并行制造不同顏色的產(chǎn)品,這樣的安排比在一臺(tái)大型機(jī)上使用一套模具的情況能有更高的生產(chǎn)效率。
在Lego公司,模具用于生產(chǎn)的典型的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間約為5—10天。因而,每周都會(huì)有大量的模具更換和啟動(dòng)。
就啟動(dòng)而言,Lego公司對(duì)小型機(jī)器有較多的正面體驗(yàn),這是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的廢料常常較少。但這并不是說小型機(jī)真正提供了優(yōu)越性能,寧可說這只是反映了大型機(jī)的模具一般在幾何形狀和模具技術(shù)方面更為復(fù)雜的實(shí)況,而型腔數(shù)目較少時(shí),加工過程較易于管理。
Bosch公司的高完好率
德國Bosch公司是一個(gè)加工企業(yè),它除其他業(yè)務(wù)外,特別向汽車行業(yè)提供插銷和插銷聯(lián)接器。它的生產(chǎn)也是高度自動(dòng)化的,并分布在大量的小型機(jī)上。修理、維護(hù)和服務(wù)也是Bosch公司關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)。首先,這是因?yàn)闄C(jī)器必需持續(xù)保持完好,并有最長的使用期,而模具零件必需有協(xié)調(diào)一致的高質(zhì)量水平。第二,必須防止模具由于,例如磨損或污染,造成停工的時(shí)間。但是,不可預(yù)見的模具停工時(shí)間可能在任何時(shí)刻發(fā)生,例如,由于滑桿、抽芯裝置或其他型腔零件的破損步開裂。造成模具停工時(shí)間的其他原因是模具零件或是完全地或是部分地妨礙脫模。
在這些情況下,問題的本質(zhì)或模具的復(fù)雜性也可能使拆卸模具成為必要。不管是模具還是機(jī)器的停工時(shí)間,是在日程上安排了的或未安排的,使用有許多型腔的單個(gè)模具時(shí)就必然要停止這種成型零件的生產(chǎn)。但因?yàn)楸仨氉袷亟回浀淖詈笃谙蓿趯?duì)生產(chǎn)進(jìn)行計(jì)劃時(shí),很重要的是要安排適當(dāng)?shù)母辉r(shí)間,以應(yīng)付模具停工時(shí)間。將型腔分別安裝在幾個(gè)模具上的方式比使用單個(gè)模具的情況可以只計(jì)劃較短的富裕時(shí)間。Bosch公司多年來使用有較少型腔的幾個(gè)模具的方式證明是非常成功的。
除了在批量足夠時(shí),由幾個(gè)具有較少數(shù)目型腔的模具組成的組合會(huì)取得較高的完奸率外,Bosch公司還發(fā)現(xiàn),在某些加工過程中可能有其他因素限制型腔的數(shù)目。這樣的例子之一是共注射加工。
使用這樣的特殊加工方法一般并不降低對(duì)加工過程控制的要求。通常,由經(jīng)驗(yàn)來確定受到限制的型腔數(shù)目。這是一種特殊情況,可以不考慮維修機(jī)器和模具的成本,或能較靈活地對(duì)停工時(shí)間及其他不可估量的因素作出響應(yīng)。借此辦法,Bosch公司為共注射應(yīng)用使用了兩個(gè)型腔的模具,并取得了良好的結(jié)果。
Dallmer公司的快速換模
不使用數(shù)百臺(tái)注射成型機(jī)的小加工廠商也通過不同的途徑從小型機(jī)器獲益。為保健部門制造產(chǎn)品的德國Dallmer公司就是一個(gè)與中型和大型機(jī)器并行使用小型注射成型機(jī)的這樣一家公司。
這家公司實(shí)際上能對(duì)它的所有產(chǎn)品保證交貨時(shí)間。在大多數(shù)情況下,產(chǎn)品都可在Dallmer公司的倉庫中得到。如果達(dá)不到這一目標(biāo),公司需要有快速更換模具的能力,并輕松地生產(chǎn)出必需數(shù)量的成型零件。很明顯,配有小模具的小型機(jī)器在這方面占有優(yōu)勢,因?yàn)槟>咻^簡單,操縱也較為容易,更換模具也較迅速。
另一個(gè)不只是與小公司有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是可在生產(chǎn)車間中重新布置機(jī)器。對(duì)于中型和大型機(jī)器,這并不是十分簡單的,因?yàn)樗鼈冃枰徇\(yùn)設(shè)備。小型機(jī)器重量較輕和尺寸較小使它們較容易處理,這在重組生產(chǎn)線時(shí)能提供較大的自由度和靈活,,哇。不僅Da們mQr公司,而且其他公司,例如Lego公司也承認(rèn)這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
小結(jié)
正如從各種各樣的加工廠商處得到的實(shí)例所表明的,迄今為止,小型注射成型機(jī)在它們帶給生產(chǎn)的益處方面令人印象深刻。許多機(jī)器制造廠商體驗(yàn)到,這一領(lǐng)域的相當(dāng)大的增長并非沒有道理。
小型注射成型機(jī)是中國塑料加工機(jī)械的主力之一。塑料注射制品是塑料制品中種類最多的品種,包括大到汽車車身的重量達(dá)到數(shù)十公斤的大型制品,小到重量僅數(shù)毫克的用于汽車、信息、醫(yī)藥等工業(yè)的微型齒輪。塑料注射成型是塑料加工中最重要的成型工藝,塑料注射成型機(jī)成為塑料加工機(jī)械中所占比例最高的品種。通常塑料成型機(jī)械中,注射成型機(jī)與擠出成型機(jī)的比例為三比一,中國目前的情況也類似。而在所有塑料注射制品重量在數(shù)十到數(shù)百克的零部件占絕大多數(shù),這正是合模力500kN以下的小型注射成型機(jī)的工作范圍。中國國產(chǎn)塑料注射成型機(jī)中最大量的恰恰就是這類小型注射成型機(jī),估計(jì)所占比例高達(dá)90咒—95%,因此小型注射成型機(jī)成為中國塑料加工機(jī)械的主力之一。
近年,激烈的市場競爭促進(jìn)了塑料注射成型機(jī)的技術(shù)進(jìn)步,不僅在精度、節(jié)能、速度、效率、自動(dòng)化程度、占地面積、噪聲等方面作了全面改進(jìn),而且還開發(fā)了多種材料、氣輔、水輔注射成型,極大地提高了市場的適應(yīng)性。在小型注射成型機(jī)領(lǐng)域,全電動(dòng)注射成型機(jī)充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢,所占比例正在逐步上升。
中國小型注射成型機(jī)也緊跟世界的技術(shù)發(fā)展步伐,開發(fā)生產(chǎn)各種高性能、多功能注射成型機(jī),特別是最近全電動(dòng)注射成型機(jī)也已經(jīng)在市場亮相。但是,應(yīng)該引起注意的是,由于中國塑料機(jī)械工業(yè)總體開發(fā)能力的薄弱,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新,l吐的革新較少,所以,中國小型注射成型機(jī)的水平與國際水平尚有差距,但近年通過合資引進(jìn)技術(shù),使中國注射成型機(jī)的水平正在接近國際先進(jìn)水平。
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