圖 配有全新SAM-C機(jī)械手的先進(jìn)的彈性體注射成型系統(tǒng) 

在Fakuma 2021展會(huì)中，位于德國(guó)Schwaig的住友德馬格塑料機(jī)械有限公司（以下簡(jiǎn)稱住友德馬格）推出了先進(jìn)的彈性體注射成型系統(tǒng)。作為首次亮相于國(guó)際性展會(huì)的lsr液態(tài)硅膠加工技術(shù)組合，該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是，將完全自動(dòng)化的Nexus計(jì)量系統(tǒng)集成到了一臺(tái)全電動(dòng)的 IntElect 130/520-450注射機(jī)上，所有這些，都與該公司新推出的自主品牌的SAM-C直角坐標(biāo)機(jī)械手無(wú)縫集成，滿足了針對(duì)LSR液態(tài)硅膠計(jì)量系統(tǒng)提出的新的2021 OPC-UA 40082-3 標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)最佳控制，確保了汽車應(yīng)用的加工穩(wěn)定性。

在此LSR液態(tài)硅膠展品上，住友德馬格演示生產(chǎn)了一種復(fù)雜的自由形狀的汽車軸向密封，該密封的設(shè)計(jì)，允許采用直接澆口注射成型。為了描述加工這種高精密部件所具有的挑戰(zhàn)性，住友德馬格汽車及電子業(yè)務(wù)部門總監(jiān)Henrik Langwald解釋說(shuō)：“密封唇必須完全打開，才能提供全面的功能。為確保模具的成型具有可重復(fù)性，我們?cè)O(shè)定了新的基準(zhǔn)，要求所有的16個(gè)型腔必須滿足嚴(yán)格的公差要求?！?/p>

圖 住友德馬格演示生產(chǎn)的復(fù)雜的自由形狀汽車軸向密封

生產(chǎn)中，采用了一副Nexus的兩板模具，保持器使得密封部件在頂出端能保持穩(wěn)定。由住友德馬格內(nèi)部開發(fā)并全新推出的SAM-C“操作與放置”直角坐標(biāo)機(jī)械手負(fù)責(zé)部件的取出和存放，這包括與冷流道針閥系統(tǒng)和直接注射系統(tǒng)的配合。該模具概念涵蓋了采用可互換鑲件來(lái)確保最高的生產(chǎn)靈活性。由于加工精度高，因此生產(chǎn)穩(wěn)定，滿足了對(duì)汽車安全至關(guān)重要的最佳密封要求。

效率與加工穩(wěn)定性

在此創(chuàng)新的生產(chǎn)解決方案中，一個(gè)重要的組成部分是由Nexus公司提供的ServoMix Z200計(jì)量系統(tǒng)?！霸撓到y(tǒng)沒(méi)有支撐，料筒可以在不到5min的時(shí)間內(nèi)，快速而又安全地從104°的高角度發(fā)生變化?！盠angwald介紹說(shuō)，這樣，就可以方便而又快捷地進(jìn)行清潔和維護(hù), 同時(shí)有助于消除人為錯(cuò)誤。

此外，該新一代的計(jì)量系統(tǒng)還擁有眾多界面，包括可確保精確計(jì)量色素添加劑的TrueFlow Nano顏色控制，以及一個(gè)校準(zhǔn)功能。針對(duì)主要組分的料流，是以微升為單位進(jìn)行計(jì)量的；對(duì)于添加劑，則以納米升為單位進(jìn)行計(jì)量。

OPC-UA貯備就緒的流量計(jì)量的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是可快速更換泵體，其計(jì)量單元直接位于泵體上?！斑@樣，就不再需要額外的軟管連接。”Langwald特意強(qiáng)調(diào)了這與醫(yī)療應(yīng)用的相關(guān)性。這種設(shè)計(jì)的另一大優(yōu)點(diǎn)是，可以快速清潔注射螺桿。此外，所有新的計(jì)量設(shè)備都采用了新推出的OPC-UA接口，從而可以直接將計(jì)量數(shù)據(jù)與IntElect 130/520-450注射機(jī)的加工數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，確保了完全可追溯的和穩(wěn)定的生產(chǎn)過(guò)程。

與液壓系統(tǒng)相比，最新的ServoMix 機(jī)型能耗低，運(yùn)行更具可持續(xù)性，且浪費(fèi)和材料消耗都大大減少。用戶可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào)節(jié)流量，這樣，最多可節(jié)省70%的能源，因材料殘留在料筒中而導(dǎo)致的材料損耗不到0.3%?！翱傊撓到y(tǒng)更具環(huán)境友好性。”Langwald說(shuō)道。

IntElect確保實(shí)現(xiàn)最可持續(xù)的組合

Nexus裝備為IntElect 130/520-450注射機(jī)實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行提供了完美的補(bǔ)充，它專為加工LSR液態(tài)硅膠而配置。為獲得最高動(dòng)力，住友德馬格內(nèi)部開發(fā)的IntElect驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與變頻器和全伺服電機(jī)控制相結(jié)合，使IntElect成為目前市場(chǎng)上最高效的注射機(jī)之一。

“與傳統(tǒng)的全電動(dòng)系統(tǒng)相比，IntElect減少了20%的能耗。”Langwald介紹說(shuō)，大約高出2%的使用率，再加上高動(dòng)力性、高精密性和平行的運(yùn)動(dòng)，使得產(chǎn)出提高了10%。此外，高精度和加工的可重復(fù)性還減少了缺陷和廢品率，從而進(jìn)一步提高了產(chǎn)出，同時(shí)降低了成本。

據(jù)Langwald介紹，當(dāng)采用適合厚壁密封生產(chǎn)所需的最大鎖模力時(shí)，生產(chǎn)這種軸向密封所需的循環(huán)時(shí)間大約在30～35s之間。IntElect的剛性模板設(shè)計(jì)為模具提供了最佳支撐，通過(guò)鎖模力，確保了壓力的分布更加均勻。該機(jī)器的其他特點(diǎn)是，所有的軸都實(shí)現(xiàn)了高度動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)，注射精度高，閉合軸為排氣提供了支持。而適用廣泛的序列編程，確保了靈活適應(yīng)機(jī)器的加工要求。不僅如此，IntElect LSR液態(tài)硅膠加工單元所配備的過(guò)程控制技術(shù)也得到了擴(kuò)展，包括進(jìn)料壓力監(jiān)測(cè)和真空建立時(shí)間。

為了添加工業(yè)4.0控制、監(jiān)測(cè)等一體化能力，IntElect的OPC-UA接口還包括Euromap針對(duì)LSR液態(tài)硅膠計(jì)量系統(tǒng)于2021年6月1日推出的新的40082-3標(biāo)準(zhǔn)?！爱?dāng)然，也可集成Nexus ServoMix 系統(tǒng)，這樣，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)，就能實(shí)現(xiàn)成型機(jī)與計(jì)量混合系統(tǒng)的無(wú)縫連接?！盠angwald解釋道。他還提到了住友德馬格團(tuán)隊(duì)內(nèi)部開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)的myConnect軟件解決方案，該中央平臺(tái)允許客戶直接訪問(wèn)廣泛的完全聯(lián)網(wǎng)的支持服務(wù)，幫助他們更好地管理生產(chǎn)，改善生產(chǎn)效率低下問(wèn)題，降低成本，減少故障和停機(jī)時(shí)間。

為了演示這項(xiàng)密封應(yīng)用，選用了瓦克化學(xué)公司提供的Elastosil LR3003/50硅橡膠，該材料具有-55～210℃的耐受溫度及50邵氏A的硬度，這使其非常適合制造這種自由形狀的密封。至于為什么選擇這種材料，Langwald解釋說(shuō)：“除汽車行業(yè)外，自由形狀的密封還被用于消費(fèi)品及電子產(chǎn)品中的電子元件。硅橡膠具有耐熱性，遇冷時(shí)能保持柔韌性，當(dāng)暴露在紫外線和空氣中時(shí)不易老化。此外，該材料易于加工，具有良好的機(jī)械性能，且能在較寬泛的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。不僅如此，這種材料沒(méi)有味道，且具有生物惰性?！?/p>

新的SAM-C 機(jī)械手完美勝任高精密的LSR液態(tài)硅膠成型

整合到該演示展品中的另一亮點(diǎn)是住友德馬格首個(gè)自有品牌的、內(nèi)部開發(fā)的SAM-C機(jī)械手系列。該系列機(jī)械手專為鎖模力50～500 t的注射機(jī)而設(shè)計(jì)，適合循環(huán)時(shí)間≥10s的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。該LSR液態(tài)硅膠展品證明了使用機(jī)械手來(lái)避免部件污染從而避免導(dǎo)致部件受損的重要性。

“利用SAM-C，我們成功地開發(fā)出含機(jī)械手和材料處理技術(shù)在內(nèi)的最小的自動(dòng)化注射成型生產(chǎn)單元?！弊∮训埋R格自動(dòng)化部門總監(jiān)Jürgen Schulze介紹了這種“操作與放置”解決方案的突出優(yōu)勢(shì)，他說(shuō): “憑借住友德馬格自有的伺服電機(jī)技術(shù)和低維護(hù)的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向技術(shù)，我們最大程度地減少了對(duì)系統(tǒng)的維修和保養(yǎng)，確保了系統(tǒng)的高使用率。采用相應(yīng)的真空技術(shù)，該系統(tǒng)的能耗也顯著降低?！?/p>

這種來(lái)自單獨(dú)一家供應(yīng)商的工藝系統(tǒng)技術(shù)令客戶受益匪淺：機(jī)械手的硬件和控制軟件可以集成到注射成型單元中，不僅如此，得到優(yōu)化的機(jī)械手的機(jī)械部分完全為住友德馬格的機(jī)器而訂制。“主要優(yōu)勢(shì)是，含注射成型和自動(dòng)化在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)提供了更具吸引力的性價(jià)比，且符合CE標(biāo)準(zhǔn)要求。”Schulze表示。

利用IO-Link通信系統(tǒng)，可以將智能傳感器和執(zhí)行器連接到自動(dòng)化系統(tǒng)中，這意味著SAM系列機(jī)械手完全滿足了未來(lái)的工業(yè)4.0 和智能制造應(yīng)用需求。