文/本刊記者 Jim Callari

全面改造的熱成型機和沖邊機

文/本刊記者 Jim Callari

新的熱成型機

Lyle工業(yè)公司的SS454高速熱成型機，以每塊壓板上大功率和精確的雙伺服驅(qū)動器為特色，據(jù)報道，它們確保了壓板平穩(wěn)和平衡地移動，并快速地開合模具。該公司聲稱，通過該工位的機構(gòu)實現(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)計可以應(yīng)對100 psi（1 psi=6.89 KPa）或更高的空氣壓力，撓曲最小，同時側(cè)驅(qū)動滾柱軸承肘桿被認(rèn)為提供較長的壽命和極佳的壓板穩(wěn)定性。該機還采用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)計上小65%，填充和排空速度快40%。

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

沖邊機

Brown機器公司在展會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)動臥式?jīng)_邊機。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、極佳的精度及更長的模具壽命，且維護方便，更換更迅速。

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

這些新機器采用平衡的主機組件、增強的線性引導(dǎo)壓板系統(tǒng)、中性連接平衡系統(tǒng)、先進的罩蓋系統(tǒng)、凸輪伺服進料系統(tǒng)、伺服驅(qū)動踏板、伺服頂桿和高效的驅(qū)動系統(tǒng)。據(jù)報道，它們被設(shè)計成運行快速，同時不犧牲沖邊質(zhì)量或者機器的耐久性。

為了模具更換更快速，Brown公司設(shè)計了新的功能并且重新設(shè)計了零部件，以實現(xiàn)其所聲稱的在行業(yè)內(nèi)最短的更換時間。這些創(chuàng)新包括全面的安全防護，它們提供對于維護和模具更換方便的進入、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、罩蓋回縮和用于模具定位的自動控制器。

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

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

2.一種平衡的框架設(shè)計具有精密水平控制和減振調(diào)整墊。由于重新設(shè)計了管狀金屬框架和壓板，它們在加工時可以消除應(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減振。

3．?dāng)U展設(shè)計，使預(yù)緊的線性球軸承提供了極高的精度和延長的模具壽命。移動壓板具有更大的深度以最小化撓曲，使軸承被擴展得更遠。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)動系統(tǒng)之間可靠的性能和零滑動，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)計特點，振動是在沖邊過程中通過驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的。

5.這臺新的沖邊機兩側(cè)的全長度旁路滑動防護門和前方與后方鉸鏈防護門，提供了高級別的安全，以防止操作人員在運行過程中進入機器。這種改進的設(shè)計也在模具更換和維護功能中提供方便的進入和可達性。

還有幾個正在申請專利的選項。其中有EZ調(diào)整曲柄行程（crank throw），用于更快的沖邊機行程變化。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新的行程位置。

在模具更換過程中，行程隨著新系統(tǒng)的變化用三個簡單的步驟來完成：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)計比移動曲柄行程的傳統(tǒng)方法更容易，可以手動定位組件至新的行程位置，然后固定新位置中的曲柄行程。

另一個選項是脫扣釋放功能，用于更快速地更換和方便的模座維護。這種新的設(shè)計在連接桿內(nèi)采用一個脫扣釋放功能，使動壓板能比預(yù)設(shè)的沖邊機行程移動得更遠。沖邊工具組件可以從沖邊機側(cè)拆除，無需先拆卸單個頂桿和自動引出管。

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

還有一個選項是中性連接系統(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)化補償動壓板和模具的組合重量。因此，Brown公司稱其熱成型機可以相對于動壓板行程的增加或減少來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，用一個固定行程來平衡運行或者必須添加或從平衡系統(tǒng)中去除重量。

另外提供的選項是新沖邊機和模具保護的控制功能，它們采用實時應(yīng)變儀監(jiān)測噸位，并進行沖邊機及模座套管溫度監(jiān)測，以確保最佳的操作參數(shù)。一種用于可靠導(dǎo)向的先進罩蓋系統(tǒng)也是新的；閉環(huán)控制和定位技術(shù)用于熱成型機至沖邊機喂料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移；一種升級的伺服頂桿系統(tǒng)用于增加的剛度和更高的性能；升級的驅(qū)動系統(tǒng)用于正驅(qū)動和減少彎曲；升級的踏板升降機用于任何位置的動壓板更平穩(wěn)地提升。

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

在Brown公司新的沖邊機上，一種可選的、已申請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

更快速地?fù)Q卷

德國Gabler公司帶來了一種稱為Lift的片材換卷裝置。Gabler公司稱，這種自動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)報道，Lift可以處理直徑達2 000 mm、質(zhì)量達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PP、其他聚烯烴和共擠出應(yīng)用。

正如Gabler公司對它的解釋，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，同時提供均勻的溫度分布至核心。一個集成的片材熱通道避免了片材在進入成型機之前溫度的損失。

兩種單元的任何一種可以和任何類型的成型機一起使用。2heat是面向?qū)挾冗_640 mm的片材，而4play適合更寬（800～13 300 mm）、更高產(chǎn)量的操作。采用一種自動進料系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更快地起動。對于每種設(shè)備，轉(zhuǎn)鼓都有一層保護層，可以很容易從各個側(cè)面進入進行清潔。

助壓模塞的研究

在展會上CMT材料公司公布的一項研究結(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。在測量不同助壓模塞材料的影響時，CMT的科學(xué)家在統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)對于使用復(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，在uVu技術(shù)公司（佛羅里達州Boca Raton）中進行，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)性能上沒有任何損失。

成型的部件是一個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。

對于成型透明的PP部件，一項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，它使將片材拉進模具的能力最大化?！盋MT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，而沒有任何破壞的跡象，”Boivin解釋道，“例如，一個透明的飲料杯需要足夠的剛性，當(dāng)應(yīng)用蓋子時可以避免屈曲和溢出；一個漿果籃子需要足夠高的強度，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度相比采用PEI制成的模塞提高31%?？傊cPEI和縮醛相比，Hytac-C1R可帶來相當(dāng)?shù)幕蚋倪M的光學(xué)性能，同時提高材料的分布并制得強度更大的杯子。

（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，包括為汽車內(nèi)飾件制造商FCA集團的Magneti Marelli公司提供了5臺設(shè)備。

當(dāng)時提供的第一臺機器是用于生產(chǎn)Jeep Renegade車型的整體儀表板，后來又在交貨計劃中追加了兩套類似RotoCrea型的熱成型設(shè)備，用來在意大利生產(chǎn)Fiat 500X車型的儀表板，還有兩臺單站式熱成型機在Jeep巴西工廠生產(chǎn)Jeep Renegade車型的護板。尤其是巴西這個項目，供貨范圍更廣泛，不僅包括兩臺Crea熱成型機，還提供了一套完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：在康?。–annon）意大利的熱成型實驗室生產(chǎn)700個護板原型件；用于原型設(shè)計和生 產(chǎn)的模具；兩套對產(chǎn)品進行修邊的Belotti CNC中心；以及相應(yīng)的磨削夾具和切邊壓機。

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

康?。–annon）Ergos公司在2014年還贏得了另一個極其重要的項目，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片材的長度需非常精確，經(jīng)開卷、切割、加熱、內(nèi)襯一層粘合劑，然后在模具內(nèi)與PP骨架自動熱覆成型。CREA成型機可承載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)一個儀表板。