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二板机与三板机究竟差别在哪里?哪个更好?

随着材料技术的发展,汽车车身上塑料部件的应用比例越来越大,如汽车前/ 后保险杠、仪表板和门护板等。塑料部件也有越做越大、越做越重的趋势,这就导致有关配套注塑厂家所选的注塑机锁模力吨位也越来越大。对于2 000 t 以上的注塑机而言,国外大都选用二板注塑机(直压方式锁模),而国内绝大多数厂家则选用三板注塑机(曲轴方式锁模)。

二板注塑机

塑料注射成型机简称为注塑机,通常有螺杆式和柱塞式两种。2 000 t 以上的螺杆式注塑机主要包括注射装置、合模装置以及液压传动系统和电气控制系统部分。

注射装置,主要由螺杆、机筒、喷嘴、料斗、计量装置、传动装置、注射座和移动液压缸等组成。

合模装置,主要由前/ 后固定模板、移动模板、哥林柱(俗称拉杆)、合模液压缸、移模液压缸、锁模机构、调模装置、制品顶出装置(俗称中子)等组成。

液压传动系统和电气控制系统。二板注塑机和三板注塑机的最大区别在合模装置部分。二板注塑机的合模装置主要有动模板、静模板、旋转螺母系统、液压顶针系统、快速移模系统和高压液压缸锁模系统(见图1),锁模高压液压缸提供锁模力。

二板注塑机主要采用直压方式工作,即由4个高压锁模液压缸同时拉动哥林柱,对模具进行加压并保压。二板注塑机生产塑件的主要过程是:慢速合模—快速合模—低压慢速合模—旋转螺母锁紧—高压锁模液压缸锁模—注射—保压—保压后释压—高压开模—螺母开—慢速开模—高速开模—慢速开模—制品顶出—顶针退回。锁模过程比较简单,合模到位后,旋转螺母动作,高压锁模液压缸提供锁模力。开模过程与锁模过程相反,先是高压锁模液压缸卸压,然后旋转螺母打开,之后动模退回。

优点

开模液压缸需要的开模力较小。一般2 000 t 以上的注塑机开模液压缸需要的开模力在110 t 以下,是同吨位三板注塑机开模力的一半。开模力小的液压缸容易被加工,在实际使用的过程中容易维护保养,使用寿命较长,不容易被损坏。

锁模力可以自由设定。二板注塑机可以通过改变液压缸数量和液压缸工作力来改变锁模力。

锁模精度比较高。二板注塑机设定的锁模力与实际产生的锁模力的误差较小,可以通过内置于液压缸中的传感器测出液压缸的油压而测出实际锁模力。

二板注塑机采用直压式锁模,动、静模板的平行度很容易调整,一般调整到工艺要求的平行度(0.1 mm/m)需要的时间很短。

缺点

对高压锁模液压缸的要求比较高。二板注塑机通过4个高压锁模液压缸实现锁模,工作时高压锁模液压缸需要提供很大的压力,这要求液压缸要有很高的精度;同时,使用的液压油也要保持清洁、无杂质;还要避免在生产过程中液压缸出现漏油现象。

二板注塑机通过4 个高压液压缸拉动4 个哥林柱的方式实现锁模,在某一时刻,4 个高压液压缸的拉力不能保证完全一致,会导致模板在运行过程中的微小不平衡。

三板注塑机

三板注塑机的合模装置主要有动模板、静模板、曲轴支撑板、曲轴锁模系统、液压顶针系统、快速移模系统和高压液压缸开模系统(见图3)。

从下图可以看出,三板注塑机锁模系统的主要部件是曲轴,曲轴主要是依据杠杆原理设计的。合模过程是:由开模液压缸推动曲轴省力臂带动动模板前移,同时弯曲的曲轴工作臂伸长,当曲轴工作臂处于平行位置时,模具即为锁紧状态。开模过程与合模过程相反。

优点

与同吨位的二板注塑机相比,设备造价低。

系统中的液压缸、接头、阀、伺服电机和供油泵等部件都是市场普通商品,维护机器比较方便。

缺点

在同一台注塑机上改变锁模力比较困难。三板注塑机的锁模力由曲轴提供,因此在锁模系统的设计过程中,需根据锁模力确定曲轴长度和模板间最大间距。一旦确定了曲轴长度和模板间最大间距,锁模力也随之固定。如果要改变同一台注塑机的锁模力,需要改变曲轴长度或结构,是比较困难的。

精确测定实际锁模力比较困难。目前,还没有比较好的方法能够精确测定出曲轴式锁模方式的实际锁模力。一般通过开模液压缸的压力和杠杆原理计算出来,这样常常造成实际锁模力与设计锁模力有很大的误差。如果实际锁模力过小,制品容易产生“飞边”(塑料制品的结合处有不必要的边沿,影响

制品的外观和质量);如果实际锁模力比设计锁模力大,常造成模具变形,由于变形量较小,人眼很难发现,会加速模具的损坏。

开模时,开模液压缸提供的开模力较大。以3 200 t 左右的注塑机为例,需要开模液压缸提供的开模力是200~230t。因此,要求开模液压缸的加工精度较高,日常维护成本比普通液压缸稍大些。

发展趋势

在国外,1 200 t 以上的注塑机大都采用二板注塑机。在国内,初期格兰、宝源、海天、震德和东华等厂家都生产过二板注塑机,但由于技术还不太成熟,在市场上推广的难度比较大。经过20多年的发展,二板注塑机技术渐渐成熟起来,特别是近期发展起来的“二板半”机(如下图所示),成功地解决了在运行过程中模板不平衡的问题,渐渐被用户接受。目前,国内市场大吨位注塑机主要以三板注塑机为主。由于三板注塑机技术已经非常成熟,改善空间很小,而二板注塑机拥有诸多的优越性能以及非常大的改善空间,预计二板注塑机在国内注塑机市场将逐渐成为一种趋势。

END

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