富强鑫多组分成型技术35周年专题报导–多组分射出成型技术在中国的发展与应用之路Ⅲ
前情提要: 富强鑫多组分成型技术35周年专题报导–多组分注塑成型技术在中国的发展与应用之路Ⅱ
四、双色机的多注塑发展
前面提及,多组分注塑机的发展以双色机为开端,随着产品复杂度的提高,三色甚至四色的需求开始浮现。一般而言,三色机有两种类型,一种为两工位三色机(俗称假三色),另一种为三工位三色机(俗称真三色)。实际上,两者的区别不在于「真假」,而是根据产品结构设计(两副模具或三副模具)采用不同的转盘控制方式。 「两工位」顾名思义,转盘旋转定位在两个位置,等同于双色机的180度转盘控制方式。
换言之,两工位三色机的三组注塑单元中,有两组是同时注塑在同一副模具,因此,产品中若有两组分的边界不相邻(可设计在同一副模具同时注塑) ,只需要两副模具来生产三组分产品,适用两工位三色机。 「三工位」则不同,转盘旋转能定位在三个位置(120度),三工位三色机的三组注塑单元中,分别注塑在三副模具,因此,产品中若三组分的边界均相邻,则适用三工位三色机。
同样的四色机也可区分为「两工位」及「多工位」四色机。从技术的角度而言,多工位转盘控制之精度要求高于两工位,因此在机台的制作成本上相对较高。所以不必盲目追求多工位的多色机,而是要根据产品结构需求选择最具效益的方案。
早在2005年,富强鑫就已推出FB-450M三色机,富强鑫在当时属于极少数能生产三色机的厂商之一,该机种的推出也开启了国产三色机的发展之路。随着多色产品设计复杂度提高,多工位三色机的需求越来越多。因此,从2010年至2017年间,富强鑫陆续进行中大型三色机开发。 2015年富强鑫推出FB-1900R超大型三工位三色机,锁模力1900吨、转盘直径2250mm,是当时市场上最大型的多工位三色机,亦是富强鑫三色机发展历程里重要里程碑。
图16-2: FB-1900R三工位三色机-2015年
2017年富强鑫完成全系列锁模力160吨~1900吨电动转盘多工位三色机开发,并获得市场广泛应用。前面提及从2015年起,富强鑫锁模力1000吨以上大型多工位三色机的推出与应用,克服中国汽配业复杂多色工艺技术的难关,使中国汽配业多组分成型技术达到国际先进水平。
图16-1: FB-1420R三色机-2013年
在四色机方面,富强鑫同样投入大量研发资源,于2010年至2016年陆续推出锁模力1250吨~1600吨两工位四色机的开发并投入市场,2018年立于多工位三色机的技术基础之上,进而推出FB-1600R多工位四色机,将大型多组分注塑机推向技术巅峰,目前已成为富强鑫大型多组分注塑机的主力产品。
图15: FB-1250R首台大型四色机-2010年
多组分注塑机的注塑型式定义
随着多组分注塑机的发展,从双色机、三色机到四色机,加上垂直转盘及水平转盘的变化,注塑单元的配置方式产生了非常多的组合。为了便于沟通及避免误解,富强鑫于2017年将多年来所发展的各种配置方式加以归纳,首次提出「多组分注塑机注塑型式定义」。
以双色机为例,总共有五个基本形式,包括:P型(平行双射-Parallel)、L型(直角双射-Horizontal)、V型(天侧双射-Vertical)、W型(背式双射-Piggyback)、H型(对向双射-Opposite),再以双色机的五个形式为基础,可继续衍生出三色机及四色机的注塑形式定义,总计有19种配置方式,上述形式皆经过市场实机验证,另根据富强鑫的规划,多组分注塑机注塑形式未来将达到25种配置方式。
图17-2:L型-直角双射(Horizontal)
图17-2:L型-直角双射(Horizontal)
图17-3:V型-天侧双射(Vertical)
图17-4:W型-斜背式双射(Piggyback)
图17-5:H型-对向双射(Opposite)
由此可见,多组分注塑机的技术变化及客制化程度远超过单色注塑机,如何快速满足各式产品需求,是多组分注塑机的关键所在,外在的硬体结构设计可容易达成,但内在的软实力则需要靠经验积累。富强鑫多色机具有35年技术发展经验、4500多台销售实绩、上千件行业产品应用案例及控制程序,遍布中国的多组分合作伙伴(专业模具商及试模厂),如此庞大的资料库及合作网络,正是构成富强鑫多色机之强大竞争力的基石。因此,富强鑫销售的不只是多色机,更是多组分成型技术的解决方案。
五、多组分注塑机的多功能发展
前面提及多组分注塑机之注塑单元的增加及不同的配置方式,满足各种多组分产品的成型需求,而真正让多组分注塑机具备多样功能及弹性生产模式的是注塑单元可移动功能的实现。 2014年起,富强鑫将注塑移动功能配置在锁模力700吨以上中大型多色机,使富强鑫多色机实现单色、双色、三色、四色一机多用。
举例来说,「直角天侧四色机」(LV型),配合注塑移动功能将可实现单色、P型双色、L型双色、V型双色、L型三色、V型三色、LV型三色、LV型四色等八种功能,对于产品趋向多样化的企业而言,多功能机是极佳的选择,以车灯业为例,透过注塑单元的配置,一台多色机即可同时满足汽车前灯与尾灯之生产。
在五种双色机基本形式中,水平对射机(H型)是近年发展的新式结构,水平对射加上二板夹模单元,再配置重叠模可达到单色产品、双倍产能。 2019年富强鑫推出HB-2350D超大型二板对射机,配置全伺服省电系统、电动加料(ESD)及注塑闭回路控制,应用于大型物流产品,一部双射机即可完成两部单色机的生产,不但节省能源、减少占地空间,产能也提升70%以上。
图18: HB-2350D超大型两板式对射机-2019年
一般情况下,多组份产品是以多种不同塑料结合而成,而利用多色机将同一种塑料多次覆盖成型则是近代发展的技术,将多组分成型技术运用在厚壁透明光学产品,如:透镜、导光块等,可以解决单次注塑周期长、收缩不均的问题。
多组分成型技术以产品的结合型态可区分三大类:多色分明、混色、内外夹层,2001年富强鑫发展出「气辅三明治共注塑」成型技术,此技术结合气体辅助注塑装置与夹层共注塑加工单元,形成气辅共注塑混合加工装置。其制程为利用特殊气体装置所产生的高压氮气于瞬间注入三明治共注塑成型模具的塑料中,以完成气辅三明治共注塑加工制程,此功能可保有增进成型性能、减少翘曲变形、提高良率、降低成本及增加产品功能等优点,对相关注塑成品更可扩展其应用领域。
此技术结合气体辅助注塑系统及夹层混色机,可以生产两种效果的产品,一种是透明渐层加中空结构,形成特殊外观效果,可提高产品附加价值;另一种是内外夹层加中空结构,达到减重、提高强度及降低成本之目的。
此外,2017年富强鑫推出FB-250C三色混色机,三组注塑单元由单一射嘴进行混合注塑,可产生独特的花纹,应用在运动器材握把等产品,是国内极少见的三色混色机。
多组分成型技术续集: 富强鑫多组分成型技术35周年专题报导–多组分注塑成型技术在中国的发展与应用之路Ⅳ