全面改造的热成型机和冲边机

文/本刊记者 Jim Callari

全面改造的热成型机和冲边机

文/本刊记者 Jim Callari

新的热成型机

Lyle工业公司的SS454高速热成型机，以每块压板上大功率和精确的双伺服驱动器为特色，据报道，它们确保了压板平稳和平衡地移动，并快速地开合模具。该公司声称，通过该工位的机构实现了非常高的铸压力，从而提供最佳的部件去边。

这种重型设计可以应对100 psi（1 psi=6.89 KPa）或更高的空气压力，挠曲最小，同时侧驱动滚柱轴承肘杆被认为提供较长的寿命和极佳的压板稳定性。该机还采用Lyle公司称之为“下一代的阀门”。据称，高流量真空阀门和压力成型阀门与上一代的阀门相比，在设计上小65%，填充和排空速度快40%。

选项包括顶部或底部伺服插拔驱动器，采用滚柱-螺杆技术；一个快速更换的工具包；伺服控制阀；以及模塞加热器控制。

冲边机

Brown机器公司在展会上首次展出了一系列产品。其中主要产品是LS-Elite系列伺服驱动卧式冲边机。该系列产品配备了一系列的功能，据称，它们具有更高的速度、极佳的精度及更长的模具寿命，且维护方便，更换更迅速。

Brown公司的新Elite系列冲边机配备了一系列先进的功能，据称，它们提供更快的速度、极佳的冲边精度及更长的模具寿命，且易于维护，更换更迅速

这些新机器采用平衡的主机组件、增强的线性引导压板系统、中性连接平衡系统、先进的罩盖系统、凸轮伺服进料系统、伺服驱动踏板、伺服顶杆和高效的驱动系统。据报道，它们被设计成运行快速，同时不牺牲冲边质量或者机器的耐久性。

为了模具更换更快速，Brown公司设计了新的功能并且重新设计了零部件，以实现其所声称的在行业内最短的更换时间。这些创新包括全面的安全防护，它们提供对于维护和模具更换方便的进入、侧负载能力、EZ调整曲柄行程、微调节压板并行、脱扣释放连接杆、踏板提升机、罩盖回缩和用于模具定位的自动控制器。

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LS-Elite系 列 能 够 达 到175 r/min以上的速度，且模具更换时间在30 min以内。其标准功能如下：

1.Allen-Bradley Panelview与Compact Logix机器控制器接口，再加上Yaskawa公司的高速度/扭矩伺服电动机和驱动器，据称，在速度和功率范围内提供完全的冲边机控制。该冲边机控制器采用由非专有软件编程的用户友好型开放式体系架构和零部件。

2.一种平衡的框架设计具有精密水平控制和减振调整垫。由于重新设计了管状金属框架和压板，它们在加工时可以消除应力而得以优化平衡、导向和支撑。其上层结构还包括前支架和可调节的调整垫，用于精密校平和移动减振。

3．扩展设计，使预紧的线性球轴承提供了极高的精度和延长的模具寿命。移动压板具有更大的深度以最小化挠曲，使轴承被扩展得更远。再加上使用预紧球轴承，提供了在全吨位下接近零的挠曲和更大的刚度，这样几乎消除了在偏心冲边载荷条件下的倾斜。

4.为了获得曲柄滑轮和驱动系统之间可靠的性能和零滑动，曲柄滑轮包含了齿轮的齿和齿形带，以增加功率和速度控制。齿形带也保持减振的设计特点，振动是在冲边过程中通过驱动系统转移的。

5.这台新的冲边机两侧的全长度旁路滑动防护门和前方与后方铰链防护门，提供了高级别的安全，以防止操作人员在运行过程中进入机器。这种改进的设计也在模具更换和维护功能中提供方便的进入和可达性。

还有几个正在申请专利的选项。其中有EZ调整曲柄行程（crank throw），用于更快的冲边机行程变化。曲柄滑轮或飞轮内精密加工的滑道（gib-and-way），使曲柄行程可以容易地重新定位到一个新的行程位置。

在模具更换过程中，行程随着新系统的变化用三个简单的步骤来完成：拆除曲柄行程螺栓和定位肩螺栓；一根调整螺杆使曲柄行程可以在滑道中移动至所要求的行程设置；然后重新插入曲柄行程螺栓和定位肩螺栓。这种新设计比移动曲柄行程的传统方法更容易，可以手动定位组件至新的行程位置，然后固定新位置中的曲柄行程。

另一个选项是脱扣释放功能，用于更快速地更换和方便的模座维护。这种新的设计在连接杆内采用一个脱扣释放功能，使动压板能比预设的冲边机行程移动得更远。冲边工具组件可以从冲边机侧拆除，无需先拆卸单个顶杆和自动引出管。

另一个好处是具有在冲边机内维护模座的能力。一般都是采用专门为短行程冲边而设计的浅部件和全打开的动压板，导致在冲头和模具之间几乎没有空间。而脱扣释放提供了回缩动压板的能力，为冲边组件维护提供了充足的间隙，而不必从机器上拆下冲边工具。

还有一个选项是中性连接系统，提供高速下真正的平衡条件。该系统采用多行程的设置，使平衡行程的调整能够优化补偿动压板和模具的组合重量。因此，Brown公司称其热成型机可以相对于动压板行程的增加或减少来增加或减少平衡行程。增加了这种能力就不需要在严重不平衡的重量负荷条件下，用一个固定行程来平衡运行或者必须添加或从平衡系统中去除重量。

另外提供的选项是新冲边机和模具保护的控制功能，它们采用实时应变仪监测吨位，并进行冲边机及模座套管温度监测，以确保最佳的操作参数。一种用于可靠导向的先进罩盖系统也是新的；闭环控制和定位技术用于热成型机至冲边机喂料系统的转移；一种升级的伺服顶杆系统用于增加的刚度和更高的性能；升级的驱动系统用于正驱动和减少弯曲；升级的踏板升降机用于任何位置的动压板更平稳地提升。

同时，Thermoforming系统公司的新LR系列冲边机采用大量的焊接和应力消除框架，以适应在每台水平和垂直线性导轨压机上所需要的冲边负载。与伺服驱动的夹轮（nip wheel）或伺服机械选择进料（pick feed）一样，卧式压机的正向和反向冲边配置也可以获得。立式型号采用前后伺服转位轮，以获得转位中的最大速度和准确性。平行踏板动作、伺服顶杆和下游自动化的集成也有提供。

在Brown公司新的冲边机上，一种可选的、已申请专利的脱扣式连接杆释放装置（在图中显示回缩）提供更迅速地更换和方便的模座维护

更快速地换卷

德国Gabler公司带来了一种称为Lift的片材换卷装置。Gabler公司称，这种自动化单元在离线成型操作中使卷与卷之间的更换更容易，从而减少了热成型生产的中断。据报道，Lift可以处理直径达2 000 mm、质量达4 400 lb（1 lb=0.4536 kg）的卷。送料速度可以调整到与热成型机相配，保证平稳放卷。

Gabler公司还介绍了新一代高效片材预热器，特别是针对PP、其他聚烯烃和共挤出应用。

正如Gabler公司对它的解释，聚烯烃离线成型的最重要因素是片材核心的温度。Gabler公司提供了两种解决方案，称为2heat和4play。每个系统提供了额外的大直径转鼓和转鼓圆周的均匀加热，据称，这样可保证热量平稳地传递到片材，同时提供均匀的温度分布至核心。一个集成的片材热通道避免了片材在进入成型机之前温度的损失。

两种单元的任何一种可以和任何类型的成型机一起使用。2heat是面向宽度达640 mm的片材，而4play适合更宽（800～13 300 mm）、更高产量的操作。采用一种自动进料系统，可以实现更快地起动。对于每种设备，转鼓都有一层保护层，可以很容易从各个侧面进入进行清洁。

助压模塞的研究

在展会上CMT材料公司公布的一项研究结果显示，复合泡沫助压模塞比用于热成型PP透明部件的固相聚合物助压模塞有更大的性能优势。在测量不同助压模塞材料的影响时，CMT的科学家在统计中发现对于使用复合泡沫模塞的热成型PP部件，其雾度、材料分布以及抗压碎强度上都有显著地提高。受到加工和抛光技术影响的模塞表面质量，也被确定为一个关键因素。

采用0.055 in（1.39 mm）厚的PP片材（采用了美利肯的Millad NX 8000透明剂）的热成型试验，在uVu技术公司（佛罗里达州Boca Raton）中进行，以确定CMT材料公司的Hytac-C1R共聚物组合泡沫与固相聚合物相比（如聚醚酰亚胺（PEI）和缩醛），是否可以提供复合泡沫所有的好处，并且在光学性能上没有任何损失。

成型的部件是一个3.5 in（约89 mm）高的杯子，杯缘内径为2.6 in（约66 mm），底部直径是2 in（约51 mm），获得了3.4的牵引比。

对于成型透明的PP部件，一项新的研究显示了采用复合泡沫助压模塞在雾度、材料分布和抗压碎强度上与采用固相聚合物的助压模塞相比具有卓越的性能

与PEI相比，Hytac-C1R使杯子的雾度降低了20%，重量增加了10%，与缩醛成型的杯子相比重量则增加了3%。

“Hytac-C1R具有一个高摩擦力的聚合物基体，与其他模塞材料相比，它使将片材拉进模具的能力最大化。”CMT的材料工程师Kathleen Boivin指出，用该材料的模塞成型，相比PEI，使最小壁厚增加了28%；与缩醛相比，则增加了20%。而对于热成型商而言，部件的厚度与抗压碎性相关。

“容器需要在其应用中保持完好，而没有任何破坏的迹象，”Boivin解释道，“例如，一个透明的饮料杯需要足够的刚性，当应用盖子时可以避免屈曲和溢出；一个浆果篮子需要足够高的强度，使满载的篮子能够很好地堆叠，从而避免损坏里面易损的浆果。”

根据研究，采用CMT材料制成的模塞，可以增加杯子的重量及最小侧壁厚度，这样能使杯子的抗压碎强度相比采用PEI制成的模塞提高31%。总之，与PEI和缩醛相比，Hytac-C1R可带来相当的或改进的光学性能，同时提高材料的分布并制得强度更大的杯子。

（接P18）继续为汽车应用领域提供了多部大型的热成型机，包括为汽车内饰件制造商FCA集团的Magneti Marelli公司提供了5台设备。

当时提供的第一台机器是用于生产Jeep Renegade车型的整体仪表板，后来又在交货计划中追加了两套类似RotoCrea型的热成型设备，用来在意大利生产Fiat 500X车型的仪表板，还有两台单站式热成型机在Jeep巴西工厂生产Jeep Renegade车型的护板。尤其是巴西这个项目，供货范围更广泛，不仅包括两台Crea热成型机，还提供了一套完整的生产系统，包括：在康隆（Cannon）意大利的热成型实验室生产700个护板原型件；用于原型设计和生 产的模具；两套对产品进行修边的Belotti CNC中心；以及相应的磨削夹具和切边压机。

Calsonic Kansei公司用于生产日产INFINITI仪表板的热覆式成型机

康隆（Cannon）Ergos公司在2014年还赢得了另一个极其重要的项目，为日本的Calsonic Kansei公司提供生产设备，用于生产日产豪华品牌Infiniti新款车型的仪表板。

这种软质高档仪表板采用一种热覆式工艺，外表面是一层TPO和膨胀PP，覆在一套注塑的PP骨架上。TPO片材的长度需非常精确，经开卷、切割、加热、内衬一层粘合剂，然后在模具内与PP骨架自动热覆成型。CREA成型机可承载2 m×1 m的模具，多层的表面材料与骨架完美粘接制成仪表板。然后，即可手动卸下仪表板成品。生产线只需一名工人，每90 s即可生产一个仪表板。