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【K展热点】威猛将展示全新设计的节能及开创性技术

来源:威猛     发布时间:2022-08-12
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循环经济、数字化和气候保护是2022年德国K 展的热点话题,同时也是威猛集团设备展示的热点主题!通过在威猛15C06展台和在室外展示区VDMA循环经济论坛上的CE10展台上演示一系列的应用,以及在威猛技术公司和其他一些展商的展台上展示更多的威猛设备,威猛将确保参观K展的观众们能够深入了解威猛广泛的超现代化、资源节约型技术。


以“It’s all WITTMANN”为主题,威猛将在2022年德国K展上,首次展示采用全新威猛设计的机械设备,从而比以往更加清晰地展示威猛集团作为全套注射成型系统的一站式供应商所具备的竞争实力,这其中所涵盖的不只是注射机,还包括自动化和周边辅助设备,以及威猛4.0集成包的选项。“It’s all WITTMANN”还意味着威猛能够提供以最高质量标准和功能为目标且CO2排放尽可能少的最新应用技术。

亮点:EcoPower注射机利用由太阳能、风能和水力等可再生能源产生的直流电运行


安装在公司房顶的太阳能电池为公司自己发电创造了条件,这不仅节省了成本,同时也保护了环境。如何将太阳能电池产生的连续电流直接用于驱动注射成型生产线而不会导致电流在通过逆变器、变压器和高压电线时出现能量损失呢?针对此问题,威猛巴顿菲尔与客户WAGO公司一起确定了解决方案。利用EcoPower系列全电动注射机开展概念研究,威猛巴顿菲尔验证了该解决方案,并与WAGO公司共同申请了专利。一台采用直流电运行的EcoPower 180/750+注射机将搭载WAGO公司提供的24腔模具,采用阻燃聚酰胺材料为客户生产用于基础夹具的部件。威猛DC版本的改进型机械手WX142负责将部件取出,该机械手由EcoPower注射机的中间直流电路直接供电驱动,同时也会将轴减速释放的多余能量回收利用到中间电路。


此概念不只是通过直接使用太阳能发电而降低了能源成本,而且直流电也易于储存在常规电池中,从而为解决电流峰值问题提供了一种很好的方法。如果需要,也可以将注射机转换成采用交流电运行的模式。


EcoPower 180注射机配备的新型B8X控制系统,采用了自主开发的系统组件,提高了內部时钟频率,从而提高了对传感器信号的响应速度和部件质量的可重复性,同时又不影响用户友好性和熟悉的可视化操作性能。


采用多组份技术实现节能环保型生产


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威猛巴顿菲尔在多组份技术领域拥有多年的实践经验。在2022年K展上,该公司将通过生产可重复使用的三组份一次性咖啡杯来展示威猛在该领域的专业技术。这项应用还将展示出利用组合工艺实现的优势和质量改善效果。除了多组份技术外,还将利用Cellmould微结构发泡技术来减少材料用量。


在此应用中,一台配有SmartPower 400/750H/210S/525L Combimould 伺服液压多组份注射机将搭载奥地利HAIDLMAIR公司提供的模具,采用北欧化工的BornewablesTM材料生产一款带有盖子的咖啡杯。


BornewablesTM材料由可再生原料(即非石油基原料)制成,这使北欧化工满足了威猛要求的质量和可持续性标准。该材料还通过了食品和洗碗机安全认证以及ISCC PLUS认证(国际可持续性和碳认证)。用于制造北欧化工BornewablesTM材料的原料源自第二代的生物质、废物和残留物质,不影响人类的食物链。用这些原材料生产出的产品,在安全性和性能方面可与现代聚烯烃相媲美,同时也显著减少了CO2排放量。为加工BornewablesTM材料,HAIDLMAIR公司优化了模具设计。该模具的一大特点是,在模板中使用了混合材料的组件以优化冷却过程。HAIDLMAIR公司直接利用一台激光技术设备,在一个生产步骤中结合常规模具钢和3D打印的黄铜制成该复合组件。


在第一型腔中生产出拥有透明外观的杯体后,在第二型腔中再为其包覆成型一个外壳,采用Cellmould技术进行熔体发泡,具有额外的隔热效果。外壳由BornewablesTM PP混合物制成,它为套紧杯体提供了足够的表面属性。杯盖在相邻的型腔中注射成型,它由与杯体一样的材料制成,但能够利用特殊的模具技术单独着色。由于对材料的选用要符合杯子的功能性要求,同时还要赋予其透明的外观,因此,整个杯子不仅由BornewablesTM材料制成,而且按照循环经济的原则,还要能够可重复使用并可100%在线回收。这些产品将由一台WX142机械手取出并放到输送带上,然后通过一台高速包装机进行包装,在此使用的包装材料也来自北欧化工的BornewablesTM产品系列。


替代材料的加工


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加工替代材料,特别是加工可再生材料和回收材料时,加工过程中会出现材料粘度的波动,因而带来了特殊的挑战。威猛巴顿菲尔使用HiQ应用软件来解决这类问题,通过该软件的持续评估和进一步改善,以确保在加工这些材料时达到最高的质量标准。


在2022年K展中,威猛巴顿菲尔将展示另外两个采用可再生材料的应用。在这两个应用中使用的注射机将配备HiQ Flow软件,用以补偿材料的粘度波动。


其中的一项应用将在威猛巴顿菲尔15号展厅C06展台上进行演示。这是一种可生物降解的冰淇淋杯,将由一台配有新型B8X控制系统的EcoPower 110/750注射机搭载德国专业的高精密模具制造商Precupa公司提供的一副6腔模具生产而成。所用材料为德国HopeTree公司提供的BAOPAP材料,由水、植物油和脂肪、淀粉、植物增稠剂和膨胀剂以及天然纤维制成,完全不含化学物质。这种材料使用后可丢弃到有机生活垃圾桶,材料最多可以在50天内被完全分解,没有任何残留物。这使其成为纸板的理想替代品,可以被直接用于注射加工而无需预干燥,同时还免去了下游的修饰处理。一台威猛W918机械手将负责取出产品并将其放置到输送带上。


第二项可再生材料的应用将在室外展示区VDMA循环经济论坛上的CE10展台上进行演示。在此应用中,一台配有新型B8X控制系统的EcoPower 110/350注射机将搭载奥地利Bioblo公司提供的一副8腔模具,采用Fasal材料制造生物积木。这种原材料是由奥地利Fasal Wood公司采用木粉及奥地利北欧化工公司提供的聚丙烯工业回收料生产出的一种化合物。注射机被设计成一个整合了威猛W918机械手和S-Max 3无筛网粉碎机的内部集成单元,输送带和防护罩也都集成在该生产系统中。W918机械手将负责取出注射成型件并去除浇口,随后将浇口直接送入粉碎机中,经粉碎后再送回加工流程。成品部件被放置到集成的输送带上,传递到高速包装机上进行包装,所使用的管状包装袋由北欧化工的BornewablesTM FB4370材料制成。


为确保获得优质产品,除HiQ 注射软件外,注射机上还将配置用于主动关闭止回阀的HiQ计量和用于测量MFI的HiQ 塑化软件,由此而获得的MFR(熔体流速)是反映材料流动特性的一个指标。


薄壁射压成型工艺


射压成型(ICM)是将熔体注射到尚未完全闭合的模具中,随着模具的完全闭合,熔体进入型腔中,从而实现部件的最终成型。因此,可以在较低的压力下填充模具,以减少部件内部的翘曲变形。射压成型工艺能够以极高的材料和能源利用率来加工种类广泛的材料,此外,它还为传统工艺中已经达到极限的解决方案提供了改进措施。这项工艺能够生产出超薄、精确稳定的壁厚以及精确复写的表面结构。


威猛巴顿菲尔将利用一台EcoPower Xpress 160/1100+高速注射机来演示这项技术。该机将搭载一副由瑞士GLAROFORM公司提供的4腔模具,采用荷兰SABIC公司提供的聚丙烯材料,用极短的循环时间生产出壁厚仅0.28 mm 的230 ml的杯子。得益于EcoPower Xpress高速注射机的高动态驱动技术,满足了ICM工艺要求,特别是短的注射时间要求。该机器配有瑞士BECK Automation公司提供的4腔模内贴标系统,该系统以其高速度和紧凑的设计而与众不同,其特殊的功能之一是能够自动定位所有的4个标签,不管在标签盒中的位置如何,每一个标签总能被放到IML芯子上完全相同的位置。由于不再需要人工调整标签盒,该工艺既减少了废品率,又降低了操作难度。由德国INTRAVIS公司提供的带有10个摄像头的视觉系统将被集成到生产线上,以对采用这种IML标签(由比利时Verstraete公司提供)装饰的杯子进行质量检测。


采用替代材料结合超现代化的设备和工艺技术来节省资源并减轻重量


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天然纤维毡和回收再生材料制成的门内板,一台MacroPower 1100注射机将搭载FRIMO公司提供的模具生产该部件(图片来自FRIMO)


利用一台配有节能、速度可控的伺服电机和一个定量泵的MacroPower1100/12800注射机,威猛巴顿菲尔将在一副由德国FRIMO公司提供的单腔模具中生产出一种凸显轻量化优势的门内板,在此生产中,威猛巴顿菲尔将采用天然材料和回收材料。这种门内板采用非常轻的天然纤维毡制成,然后采用北欧化工提供的回收聚丙烯粉碎料在其上包覆成型出置物盒。为进一步节省材料用量并减轻重量,还将采用威猛巴顿菲尔开发的Cellmould结构微发泡专利技术。由此实现的材料用量的减少还带来了多方面的环保优势:首先,可节省宝贵的资源;其次,部件更轻,从而可降低汽车的油耗以及(或者)延长电动汽车的续航里程。在此应用中,一台威猛WX152机械手将预切好的天然纤维毡从缓存的堆栈中取出,放入红外加热站进行加热;接着,一个复合夹具(取出和嵌件夹具)将加热好的天然纤维毡放入模具的定模中,纤维毡在此成型,成型后按尺寸对其进行切割,最后进行包覆成型。在放入下一个天然纤维毡之前,需将成品部件与切割下来的边角料从定模中取出,随后传送到储存位置。


MacroPower注射机将配备威猛全新开发的CMS Lite状态监控系统,该系统持续地监测伺服液压轴的健康状况,由此可以确定泵和轴向阀的状况。


配备高科技自动化和数字化技术的全新SmartPlus注射机


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配有自动化单元的SmartPlus 90注射机(图片来自威猛巴顿菲尔)


在2022年K展中,威猛巴顿菲尔将利用一台配有新的B8X控制系统的新型SmartPlus系列注塑机生产水平仪,以此展示其数字化和自动化技术的杰出表现。伺服液压SmartPlus注塑机的独特之处在于高水平的成本效益、能源效率和可重复性。通过采用成熟的技术结合精心挑选的选项,使得这些机器具有出色的性价比。


一台SmartPlus 90/350注塑机配备了CMS Lite状态监控系统以及威猛巴顿菲尔德国公司设计制造的一个自动化单元,并搭载奥地利SOLA公司提供的一副1+1腔模具生产ABS材料的水平仪。在第一个生产步骤中,注射成型水平仪外壳的顶部和底部组件,随后将顶部组件放置到激光站进行打印。同时,将SOLA公司提供的小瓶子安装到置于托盘中的底部组件上。然后施加预设的载荷将顶部组件按压到底部组件上,并将成品部件传送到检测站,在此通过视觉系统检查瓶子的位置。质量检测后,利用一台威猛WX138机械手将水平仪成品取走并放置到输送带上。


常规及微量液态硅胶工艺


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配有Nexus X200计量装置的SmartPower 120/350 LIM注射机(图片来自威猛巴顿菲尔)


作为威猛巴顿菲尔的核心竞争力之一,液态硅胶加工技术将通过两个展品在2022年K展上进行展示。


一台伺服液压SmartPower 120/350 LIM注射机将生产用于饮料罐和饮料瓶的4种不同的盖子,所用的4腔模具将由奥地利Nexus公司提供。SmartPower注射机注射单元的开放式设计为集成LSR计量单元提供了便利。Die Nexus X200计量装置配有一套新型Servomix计量系统,并通过Euromap 82.3 OPC-UA与注射机的B8控制系统连接。模具中使用了带有FLOWSET针阀调节的最新型冷流道技术。产品将由一台威猛W918机械手取出,然后在一台高速包装机上进行包装。


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由热塑性塑料和液态硅胶制成的、用于高品质微型扬声器的膜片将利用一台MicroPower 15/10H/10H Combimould注射机进行生产(图片来自Starlim Spritzguss GmbH)


将在K展演示的第二个LSR应用是生产一种由热塑性塑料和液态硅胶制成的、用于高质量微型扬声器的膜片,该产品将在一台搭载单腔模具(由奥地利Starlim Spritzguss公司提供)的MicroPower15/10H/10H Combimould多组份注射机上进行生产。选用单腔模具是为了展示模具与专为生产微型部件而设计的注射机之间的高精度结合。通常,在原型开发阶段就需要制造高成本的多腔模具,唯一的目的是为了达到注射机必需的最低注射量。MicroPower注射机配有螺杆-柱塞组成的两级热塑性塑料注射单元和螺杆-柱塞组成的两级LSR注射单元。由德国EMT Dosiertechnik公司提供的LSR计量泵是一个1L的储料系统,专为极小计量容量而开发。储料系统的平稳持续排空确保了最高的精度和稳定的质量。另一个优势是混合段被减至最小,因而更换材料时可提高清料速度并减少材料损失。


利用轻量化技术节省资源


除了展示注射机和辅机设备外,威猛巴顿菲尔还将展示其在Airmould气辅技术方面的最新进展。所要展示的产品是用于这项技术的新款Airmould 4.0压力控制模块和新型手动操作装置。在Airmould /Cellmould技术展示中心,该公司的专家工程师将现场向参观者提供有关使用Airmould气辅技术和Cellmould结构发泡技术的建议。这两项技术能够显著减少塑料部件生产中的材料用量,同时也有利于控制部件重量和生产成本。


聚焦能耗


无论是威猛巴顿菲尔展台展示的所有注射机,还是威猛展台展示的用于演示IMD/IML(模内装饰/模内贴标)应用的一台SmartPower注射机,或者是VDMA循环经济论坛展示的EcoPower注射机,它们都配有IMAGOxt能源管理软件。IMAGOxt是威猛数字化科学研究实验室(前身是意大利米兰的ICE-Flex 科学研究实验室)的专利产品,它提供了可扩展型显示,使得注射机及所连接设备的能耗能够可视化。该程序还能直接计算出碳排量和已节省的能源。所有的计算结果都可以记录保存在报告中,并用于长期分析。该程序可作为一个网络应用程序使用,既能以一个选项的形式扩展到威猛TEMI+ MES程序中,也可作为一个独立的程序使用。


在威猛巴顿菲尔展台专为此而创建的TEMI+ 专家中心,参观者将有机会收集有关TEMI+ MES程序和IMAGOxt能源管理软件的详细信息,并可获得改善能源管理从而降低成本的相关建议。


12F23威猛展台展示的设备

01
威猛HoloVerse:语音控制和结合现实技术

在2022年K 展中,威猛将展示有关注射机与取件机械手直观交互的最新可能性的全面研究成果。一个持续多年的研究项目为一台配有B8控制系统的威猛巴顿菲尔注射机和一台配有R9控制系统的威猛机械手开发出了利用语音和手势进行控制的可能性。在由一台SmartPower 120注射机和一台W918机械手组成的生产单元中,已经添加了语音控制和增强现实技术。


02
用于装饰和功能性外观的IMD/IML技术

在位于12号展馆的威猛展台上,该公司将展示一条用于制造装饰和功能性表面的生产线,这是由威猛巴顿菲尔、功能性薄膜和送膜设备的生产商LEONHARD KURZ以及IMD(模内装饰)技术的供应商SYNTECH PLASTICS公司共同参与的联合项目。设备的布局使其可以灵活地整合带有送料装置的IMD技术、带有薄膜预热的IMD技术、带有预热和热成型的IMD Vario技术以及嵌入成型技术。该生产线将包括一台SmartPower 300注射机、一台采用固定引拔轴和特别开发的夹具技术的W846机械手、威猛的周边辅助设备、KURZ的IMD组件以及Baier公司提供的硬化和清洁技术。SmartPower 300注射机专门配备了EXPERT-Coining软件包,它允许在注射过程中同步移动模具。在这条接近量产的生产线上,将生产出用于汽车顶棚的功能齐全的概念性部件。



其他展商展示的威猛注射机


在亚琛工业大学塑料加工研究所(IKV Aachen)的14C16展台上,一款由添加色母的聚丙烯(100%的消费塑料回收料)制成的可堆叠分类箱将在一台配有新型B8X控制系统的SmartPlus 120/525注射机上被生产出来,所使用的单型腔模具将由德国Kroma International公司提供。由于该产品由100%的消费塑料回收料(PCR)制成,因此生产中将使用IKV开发的模腔压力控制系统,它可确保在加工消费塑料回收料时,无论批次如何波动都能获得始终如一的部件质量。


另一台来自SmartPlus系列的SmartPlus 60/210注射机将在匈牙利塑料工业协会8bH79展台上进行展示。该机器将采用水溶性PVA和一种生物混合物生产出可生物降解的咖啡胶囊,所使用的4腔模具将由匈牙利Somplast公司提供。


关于威猛


威猛集团是全球塑料行业中,注塑机、机械手以及周边设备制造商的领先者品牌之一,总部位于奥地利维也纳,在全球7个国家拥有9个制造基地,在34个国家和地区有直属分公司。


威猛的产品包含注塑机、制造执行系统、机械手及其自动化系统、物料处理系统、除湿干燥机、微型干燥机、水流量调节器、称重式和体积式混料机、机边粉碎机、模温机、冰水机和模具除露机等。正因拥有注塑机和如此广泛的注塑周边设备以及制造执行系统MES,威猛可提供注塑工业中,从独立的生产单元到集成的整厂系统的一站式解决方案。


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