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全液压与全电动注塑机的比较   

      http://www.cra.gov.cn 2005年08月01日 文章源自:现代塑料

      长期以来，全液压注塑机在注塑机市场中占据着主导地位。然而，随着全电动注塑机的发展，全液压注塑机日益受到越来越大的挑战。两种注塑机各具什么优势？全液压注塑机将如何应对全电动注塑机带来的挑战？……带着读者对这两种注塑机的诸多疑问，我们采访了这方面的有关专家。

      现代塑料：全液压注塑机与全电动注塑机的不同之处主要体现在哪些方面？

      张友根先生：全液压注塑机与全电动注塑机在技术上的主要区别是它们的动力驱动源不同。由于动力驱动源的发展水平不同，决定了两者的执行机构及结构有明显的区别。由于全电动注塑机的执行机构的发展受制于驱动伺服电机的研发水平，使其执行机构的形式较少，而全液压注塑机的执行机构可用的形式比较多。

      为了使全电动注塑机的伺服电机能产生更大的锁模力，其合模机构一般是采用扩力/大行程之比较小的肘杆机构形式。而全液压注塑机则可采用多种合模机构形式。由于合模机构的形式在一定程度上决定了注塑机的注射成型方式，因此具有多种合模机构形式的液压机可以适应更多制品的加工要求。另外，由于全电动注塑机是用滚珠丝杠传递动力的，滚珠丝杠的磨损必然会影响到机器的性能。因此，如何提高滚珠丝杠的使用寿命，即解决好磨损和润滑的问题，这是需要进一步研究的一个课题。与之相对比，全液压注塑机的液压传动系统不存在这方面的问题。

      总之，电动注塑机能加工的制品，液压注塑机都能加工。也就是说，液压注塑机的注射成形范围大于电动注塑机。

      魏德祎先生：顾名思义，我们通常所说的全电动式注塑机指的是其射出装置的各个机构（射胶、计量、射台移动）以及锁模装置的各个机构（型开型闭、锁模、成品顶出）等全部靠伺服马达来进行驱动。相对于全液压式注塑机来说，在对以上所说的各个阶段的动作进行控制时，具有动作控制应答速度快、设定的注塑条件的重复精度高等优点。

      王俊峰先生：全电动注塑机是指其计量装置、射出装置、合模装置以及顶出装置等所有运动轴均分别由独立的伺服马达驱动，通常再利用滚珠丝杠副来进一步把旋转运动转化为直线运动，一般来说只要控制系统允许，全电机各轴均可同步动作。而全液压注塑机则是通过液压阀控制从液压泵泵出的高压液压油的流向或流量来驱动液压油缸活塞杆或液压马达来完成直线往复或旋转运动。但要实现全液压机各轴的同步动作须额外配置液压蓄能器。

      佟朝先生：顾名思义，全液压注塑机与全电动注塑机的不同之处在于，一个是液压驱动，一个是电力驱动。然而，它们在注塑过程中最终要实现的动作是一致的。全液压注塑机是利用阀门和油马达来完成和控制注塑动作；而全电动注塑机则是利用电马达和丝杆来实现其注塑动作。

      现代塑料：全电动注塑机与全液压注塑机相比，有何优势？它最适合注塑哪些产品？

      张友根先生：全电动注塑机之所以受到市场欢迎，是因为它具有全液压注塑机无法达到的性能，主要表现在：

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      注射性能稳定。全液压注塑机各项动态技术参数受到液压油温变化的影响，容易发生波动。相比之下，全电动注塑机的各项动态技术参数基本上没有外界因素的干扰，电脑储存的模具成型参数始终符合实际成型条件，所以注射性能稳定。精确的注射成型参数的快速应答反应，只有在伺服电机系统上才能真正体现出来。

      ●

      节能。节能是电动注塑机最大的优势。由于伺服电机根据各执行机构所需力的要求直接进行驱动，不但提高了效率，而且提高了能量利用率，其能量的利用率可达到95%以上，因此可比全液压注塑机节能25%～60%。

      ●

      节水。由于全电动注塑机不使用液压油，仅在加料口处需要冷却水，所以和负载敏感泵的液压注塑机相比，冷却水的使用量可减少70%；和普通的定量泵的液压注塑机相比，冷却水可减少90%。

      ●

      效率高。伺服电机的应用，提高了系统的反应性。以ES系列的全电动注塑机为例，其成型时间仅为全液压注塑机的1/3。由于电动注塑机的各个执行机构都有独立的伺服电机驱动，而不受系统的影响，所以它能够进行复合动作，例如，在开模过程中可以同时顶出，在塑化过程中能同时进行合模，从而大大提高了生产率。

      ●

      优化工作环境。由于不使用液压油，可使工作环境保持清洁，机器的噪音可比全液压注塑机低10dB以上。在优化工作环境的同时，由于液压系统的取消，使注塑机占地面积节省了15%。

      总之，全电动注塑机以高速、高效、高精密的优势，更加适于加工电子、电气、电器、高清洁度的医用制品等高附加值的产品，特别是对于小制件的注射成型，更显示出其高性能、高精度注射成型的优势。例如，日本TOYO公司分别在锁模力500kN的全液压注塑机和全电动注塑机上成型19g重的PBT材料电气接头时，一模四件，成形周期19s，结果表明，前者的重量变化率为0.079%,后者的重量变化率为0.052%,即后者比前者的重量变化率的精度提高了34%。所以，全电动注塑机向精密注射成型方向发展是很有前途的。

      魏德祎先生：与全液压注塑机相比，全电动注塑机的优势是：

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      节省能源，降低生产成本。由于全电动注塑机的每个动作是由相应的伺服马达来进行控制的，因此当进行某个生产动作时，其他的控制马达均无需运转，因此大大节省了电力消耗。一般来说，全电动注塑机的耗电量仅为全液压注塑机的1/3～1/4，再加之全电动注塑机不使用液压油，省去了对工作油的冷却步骤，从而大幅度减少了对冷却水的使用。这对于生产厂家来说，可以大大削减生产成本。

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      生产动作控制的高应答性以及稳定性。由于全电动注塑机生产过程的各项动作均由伺服马达来驱动，其动作速度快、精度高，再加上不使用液压油，使各项工艺参数不会受到油温变化的影响，所以在生产过程中具有高稳定性。

      ● 保证工作环境的清洁性及安全性。由于全电动注塑机不使用工作油，从而不会出现由于机械漏油所带来的环境污染，并且能大大降低火灾发生的可能性。

      ● 全电动注塑机的低噪音特性不仅使工人们受益，而且还能够降低隔音生产车间里的投资建设成本。

      从以上全电动注塑机的各项优势考虑，我认为在手机部件、汽车部件、医疗用具、食品容器、镜片等高精密性、高附加值、高清洁度的产品的生产中，全电动注塑机具有非常大的优势。

      王俊峰先生：与全液压注塑机相比，全电动注塑机的主要优点是：无渗漏，易保持环境干净、噪声小（一般小于63db）、节能、具有预注塑压缩功能、精密度相对较高及工艺再现性更强等。

      上述突出特点使全电动注塑机已经在其适合的一些领域中发挥着重要的作用，如在洁净室中生产医疗件以及生产一些技术塑件，如精密电子件、光学镜片和光盘等。如果将来全电动注塑机的价格能进一步降低，则其适合的加工领域还会得到进一步扩大。

      佟朝先生：全电动注塑机的优势在于注塑过程的高精确度、低能耗、循环周期短以及低噪音，适合于小件、薄壁、结构简单的产品。

      现代塑料：面对近年来全电动注塑机的迅猛发展，全液压注塑机的市场定位如何？全液压注塑机进行了哪些技术改进以应对全电动注塑机的挑战？

      张友根先生：尽管全电动注塑机具有很多优势，但由于其伺服电机的局限性，使得全电动注塑机最大规格的锁模力仅为10000kN，而全液压注塑机最大规格的锁模力已达到80000kN。所以，在加工大型注塑件时，还必须使用全液压注塑机。全液压注塑机能利用蓄能器来实现高速注射，并且还能实现微发泡等特殊注射成形。而全电动注塑机只能进行常规的注射成型。此外，全液压注塑机在价格方面具有明显的优势，适合国情。通常，全电动注塑机的价格是全液压注塑机的4～6倍，国内用户难以接受。因此在今后相当长的一段时间内，国内还是以全液压注塑机为主。

      我认为，全电动注塑机对全液压注塑机生产企业最有益的启示是，如何通过减少液压系统的渗漏及噪音使全液压注塑机更加适应环保的要求。此外，为了解决全液压注塑机的节能问题，注塑机生产厂家做了很多工作，基本上都是在泵源上做文章。例如，一些单位用变频控制器与齿轮泵相结合的方法来实现节能的目的，也有采用负载敏感柱塞泵达到节能的目的。目前，四川邦助工业有限公司开发成功的适合国内市场价格的负载敏感柱塞泵在宁波一些塑机制造厂中的批量应用，使国内注塑机的节能技术得到提高。目前，液压系统的渗漏问题还没有得到很好的解决。实际上，解决这一问题并不困难，只需要在管接头的选用和装配方面多加重视即可。现在，绝大多数厂家在液压件的装配上，基本上不用清洁剂及密封胶，这是造成液压系统渗漏的主要原因之一。

      为了提高环境保护的水平，目前用在全电动注塑机的肘杆与销轴之间的钢套已采用无油润滑复合套，这样，只需6个月加一次润滑油即可。我认为，这种钢套值得在全液压注塑机的肘杆机构上应用。

      同时，提高液压油温的衡定性，达到和全电动注塑机一样的注射动态技术参数的衡定性，是全液压注塑机的又一努力目标。

      魏德祎先生：近年来，虽然市场上新推出的注塑机大都以全电动机为主，但是在需要长时间锁模以及更大锁模力的加工领域中，全液压注塑机仍然是必不可少的。当然，全液压注塑机必须要从节省能源、降低生产成本以及减少噪音等方面进行技术改进，以应对全电动机的挑战。目前，市场上出现了液压—电动复合式注塑机，该类型的注塑机综合了全液压机与全电动机的优势，相信这将会是注塑机市场的一个新的亮点。

      王俊峰先生：尽管近几年全电动注塑机以其自身的优势发展迅猛，确实占据了一部分全液压机的市场。然而，全电动注塑机也存在着一些局限性，主要表现在：

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      目前投入商业化应用的全电动注塑机的锁模力吨位都比较小，一般在300t以下。这是由于大功率的伺服电机需定制，增加了制造成本，而且大型注塑机（500t以上）的伺服电机需要克服其自身的高惯性，因此所消耗的能量较大，从而使其节能优势降低。同时，高惯性也影响了其定位精度和工艺再现性。与之相比，大吨位的全液压注塑机在蓄能器的支持下，采用伺服阀控制，则能达到更优良的效果。另外，全液压注塑机覆盖了从微型注塑机直到合模力超过8000t的全系列产品。

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      全电动注塑机的注射压力和速度较低。在要求注射速度超过1100mm/S、注射压力达到4000bar的应用领域，只有带蓄能器的液压注塑机才能胜任。当然，目前一些相关厂家正在研制高速全电动注塑机，但其稳定性和寿命还有待考验。

      ● 全电动注塑机不适合被应用在需长时间锁模和保压的情况下，因为这样会使伺服马达过度受热而受损。而液压机则不受此限制，可适应任意长时间的锁模和保压。

      ● 全电动注塑机目前还不够灵活，不适合使用复杂的模具，如带抽芯装置的模具。

      ● 全电动注塑机使用寿命较短，而全液压注塑机可执行超过25000000次的生产循环周期。

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      全电动注塑机并未完全消除污染环境的隐患。目前，几乎所有的全电动注塑机生产厂家均采用空冷式伺服电机和同步带来躯动注塑机中的各轴。由于空冷式伺服电机会向无尘室中释放热量，从而造成高温空气涡流和尘粒飞扬；而同步带在磨损中也会释放有害尘粒。另外，目前几乎所有的全电机均采用曲肘式锁模机构，而曲肘的关节需采用油脂来润滑，从而易发生润滑油脂滴漏和受热挥发现象，造成对模具的污染，进而影响洁净室产品的品质。Netstal

      ELion系列全电动机由于采用水冷且全封闭式伺服电机，且锁模曲肘关节的所有滑动轴承均采用封闭循环回路式润滑系统，因而完全消除了洁净室污染问题。

      总之，全电动注塑机和全液压机各有优势。而全液压机能耗高及精度差的缺点，可以随着新的液压控制技术如高精密伺服液压阀及比例泵等技术的不断推出而得到改善。