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在加工廠商、模具廠商以及機器設(shè)備制造商之間討論這一主題,很快就會發(fā)現(xiàn)對“模內(nèi)組裝”(或IMA)這一術(shù)語,他們有迥然不同的定義。本文目的就是要從多槍成型或硬/軟重疊注塑的一般領(lǐng)域?qū)Υ诉M行辨別。雖然模內(nèi)組裝通常需要多槍注塑,但是這一概念的本質(zhì)是將模具內(nèi)各個單獨的部分變成一個整體,否則的話這些部分將在模具外部通過扣合、焊接或者粘合劑粘合進行組裝。Ferromatik Milacron 歐洲公司的美國分公司總經(jīng)理Bob Hare 表示:“如果在成型加工過程中需要下一步的工序,(最簡單的方法),你就不得不考慮使用模內(nèi)組裝。”
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| 模內(nèi)織物或地毯復(fù)合看上去似乎符合這一定義。但這可以被考慮當(dāng)作是嵌入成型的一種形式――一種已經(jīng)為大家所熟悉的技術(shù),但不再本文討論的范圍內(nèi)。這一點可以從下面討論的例子中得到驗證,模內(nèi)組裝不僅僅只是重疊模塑或者嵌入物成型,但是它們的任一種或者都可以歸類為模內(nèi)組裝的一種。 復(fù)合注塑組裝成型的優(yōu)勢 與其它的模內(nèi)加工與增值處理一樣,模內(nèi)組裝的優(yōu)點是經(jīng)濟性,部分因素是和質(zhì)量有關(guān)。加工廠商兼模具制造廠商Electroform的總裁Wade Clark表示:“這種方式能夠提供更加穩(wěn)定的產(chǎn)品,不會產(chǎn)生采用二次操作會出現(xiàn)的變形或收縮問題,特別是針對有兩個或多個需要配對的注塑件。” 恩格爾公司的加工技術(shù)部經(jīng)理Joachim Kragl補充說:“你可以用一臺機器以及一副較小的模具以較低的成本加工出組裝產(chǎn)品的一個單件,但是如果你考慮到單件組裝成配件以及組裝線本身所涉及的所有費用,那么利用模內(nèi)加工出配件來說節(jié)約的費用是驚人的。你所擔(dān)憂的只不過是一臺機器和一個工藝,如果我有一個三元產(chǎn)品要組裝,那將需要三個自動化生產(chǎn)線,這樣就增加了生產(chǎn)中斷的可能性。” 其它優(yōu)勢還有節(jié)約省去了運輸、料斗、夾具、超聲焊接機等,也消除了因錯誤處理、未對準(zhǔn)、加工異;蛭廴舅鶎(dǎo)致的廢件可能來源。 模具和機器制造商普遍認(rèn)為模內(nèi)組裝還具有如下優(yōu)勢: |
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模內(nèi)組裝通常要求較高的注塑件產(chǎn)量,因為在同樣的空化條件下,它的模具成本會比標(biāo)準(zhǔn)的模具高出30%到70%。一般認(rèn)為約為25萬產(chǎn)品的工作量比較適合模內(nèi)組裝生產(chǎn)。他們還認(rèn)為模內(nèi)組裝在歐洲的發(fā)展速度要比北美的要快,主要用于汽車及消費類商品,少量用于醫(yī)用注塑件。
模內(nèi)組裝的關(guān)鍵點更多地是建立在模具上而不是成型加工上。阿博格、恩格爾、克勞斯瑪菲和米拉克倫等設(shè)備制造商認(rèn)為模內(nèi)組裝設(shè)備與其它多組分成型任務(wù)使用的設(shè)備沒有太多不同之處,但是他們認(rèn)為有區(qū)別的地方是一體化自動操作和安排后續(xù)操作步驟的關(guān)鍵技術(shù)?藙谒宫敺谱⑺艹尚蜆I(yè)務(wù)的總經(jīng)理Peter Lipp表示:“只要一臺機器具有能確保加工重復(fù)性和精度的閉環(huán)控制系統(tǒng),那么它就可以用于模內(nèi)組裝。”
某些情況下,特殊模內(nèi)組裝加工的供應(yīng)商會和特殊的注塑機制造商展開合作。疊層的模具設(shè)計有一個在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的中心模板。取決于系統(tǒng),中心模板可以有或者兩個或者四個面。一個實例就是Ferromatik和Foboha公司(德國模具制造商,模具具有一個或多個四面旋轉(zhuǎn)“立方體”)的合作。同樣提供多面“旋轉(zhuǎn)疊層”模具的丹麥Gram科技公司已經(jīng)和德瑪格塑料集團合做了多個項目。恩格爾公司采取了一個多面的方法:“我們或者自己制造模具,或者和北美的公司進行合作,”卡爾表示,“因為我們也制造了用于多組分成型的設(shè)備,并且擁有我們自己的自動化生產(chǎn)能力,對我們來說模內(nèi)組裝就成了我們重要的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。”
實現(xiàn)模內(nèi)組裝的多種途徑
許多加工廠商已經(jīng)開發(fā)出許多實現(xiàn)模內(nèi)組裝的方法。有些方法使用了具有滑動模板或者旋轉(zhuǎn)模板的單面模具。其它的方法使用了以傳統(tǒng)的線性或更新的旋轉(zhuǎn)板設(shè)計的多分型疊層模具。許多情況下,單面模具使用旋轉(zhuǎn)或者滑動式模板來改變射點之間的型腔配置。單面和疊層模具都能得到借助一個或者多個旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)位得到更多的功能性,其中每一個能夠擁有四個面從而起到不同的功能。同時許多應(yīng)用能通過自動設(shè)備或者更小的設(shè)計在型腔或甚至在機器之間進行注塑件轉(zhuǎn)移。
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舉例來說,用于單面模具的模內(nèi)組裝方法是來自模具制造商StackTeck新的“傳遞成型”概念。銷售總經(jīng)理Jordan Robertson介紹,模具上的處理裝置是通過模具運動的機械作用將注塑件從一個型腔傳遞到另一個型腔。“機械手的推動力來自處于疊層中心部位的擊點位置,” Robertson說,“它使用旋轉(zhuǎn)裝置通過夾具運動操作自動設(shè)備的。”
通過一臺機器到另一臺機器的自動轉(zhuǎn)移被應(yīng)用到Gram公司的一個產(chǎn)品中。在一臺機器中“旋轉(zhuǎn)疊層”成型兩個透明聚碳酸酯外殼,從另一單獨的設(shè)備傳遞一硅樹脂膜片并嵌入到其中一個外殼上。在旋轉(zhuǎn)疊層的適當(dāng)位置,兩個對立的疊層連接好時,對聚碳酸酯的嚙合表面再次加熱,讓外殼焊接在一起。
恩格爾對這一技術(shù)進行了變動,能生產(chǎn)出液體硅橡膠和 PBT材料組成的二元結(jié)構(gòu)旋塞過濾器。該注塑件分別使用具有偏離中央旋轉(zhuǎn)板的無拉桿設(shè)備加工成型,在模具中注塑件通過自動裝置施加給注塑件的互相作用力形成扣合結(jié)構(gòu)從而產(chǎn)生組裝產(chǎn)品。
一個較老的模內(nèi)組裝概念出自JSW公司,它和日本的Sakamoto Tool and Die公司合作開發(fā)出模具滑移注射成型(DSI)工藝。該工藝1991年推出,它通過成型兩個分開的半型方法生產(chǎn)中空產(chǎn)品,然后通過滑移模板將它們放在一起,最終兩個分型通過重疊模塑密封連接在一起。根據(jù)JSW 公司芝加哥技術(shù)中心的總經(jīng)理Robert Columbus介紹,在亞洲有兩套這樣的系統(tǒng)在使用。
<DIV align=center>圖 2, Gram科技公司旋轉(zhuǎn)重疊加工成型一個螺紋帽和一個帶拉簽的配合螺紋蓋,這兩個分開的注塑件組裝在一起之前是單獨的注塑件
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旋轉(zhuǎn)“立方體”與“疊層”
Ferromatik Milacron公司和Foboha公司聯(lián)合開發(fā)出用于高容積、二元模內(nèi)組裝的裝配完備的系統(tǒng)。兩家公司在去年的美國國際橡塑展上展出了該系統(tǒng),演示了模具中進行兩種色彩應(yīng)用的扣合成型。Foboha的美國銷售工程師Lisa Mauro介紹了該公司的TwinCube模具四個面都留有印刷、貼標(biāo)簽和退扣功能的位置。她指出:“我們的設(shè)備為了模具的動作使用了附加的運動(如扣合),因此它不依賴成型設(shè)備。”
Milacron/Foboha系統(tǒng)的第一個美國用戶是在新澤西州Somerset的Stull Technologies公司,它用來生產(chǎn)帶有標(biāo)簽嵌件和扣合組件的疊層外套。營銷高級主管Jason Stull認(rèn)為該系統(tǒng)將在型號為275噸 K-Tec的機器和48腔TwinCube可旋轉(zhuǎn)疊層模具中生產(chǎn)二元聚丙烯的“具有圓形上蓋的瓶蓋”。