【學習】模具設計前沿技術,讓生產效率提升幾個層次
來源:    發布時間: 2019-05-08 11:52   192 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px

在塑料制品中,有相當大一部分是屬于扁平狀態而且是模具結構相對比較簡單的制品,往往這些制品的需要量非常大,往往都是數以億計的,譬如:塑料刀叉、梳子、衣架、掛鉤、蒼蠅拍、塑料夾子、元珠筆、牙刷等。

有的產品雖然在模具里占的范圍很大,但是由于產品有很多空擋,實際投影面積和鎖模力比較小,重量也比較小,但是模具的體積大,所用的注塑機也大,生產時電能的利用率很低。我們平時用的塑料衣架便是最常見的例子。下圖是我們在超市里買到的最普通的衣塑料架。

我走訪了一些小型的塑料衣架生產工廠,大多數是采用一模二穴的,用的注塑機是150噸左右的鎖模力,24小時的產量在一萬左右。由于電耗比較大(每個衣架的電費成本為0.025元),人工的成本也比較大(每個衣架的工資成本為0.022元)。基本上屬于微利狀態,假如出現一些其他的狀況,工廠根本很難賺錢,這是一些中小型塑料加工廠不愿意大量生產塑料衣架的根本原因,利潤太低了,假如客戶延期付款,那就更困難了。

我們利用作用力和反作用力相等并且相互抵消的原理。將原來普通的一模多穴的模具(譬如一模出8件)分多層(譬如4層)重疊布置,(每層2件)。這樣,從模具的總穴數來講,是同樣的,但是總投影面積就減少了四分之三。因為四層的鎖緊力相互抵消了三層,所以注塑機工作時所需要的鎖緊力只相當于原來普通模具的四分之一。

同樣每一模次生產8件制品。所需要的注塑機的安裝空間小了四分之三。并且可使注塑機對電的利用率從原來的30%左右提高到85%左右。這套模具打開后是這樣的:

還是用150噸的注塑機,24小時的產量增加到3.5萬個,電費成本下降到0.01元,是原來的40%,也就是說節約了60%的電能,人工成本也下降了65%。

我們做塑料制品加工的都知道,在同樣的設備和人員的條件下,加工產量每增加17%,加工費的利潤就會增加100%。現在我們的產量增加了350%,這筆帳大家算一算吧。不難想象,原來的薄利加工,馬上就變得利潤可觀。

下圖是這套模具在加工時的照片:

還有一套匙羹的模具是這樣的:

這套模具是很久以前設計的,采用了二層的結構,產量翻了一番,在當時,也是很轟動了。

多層注塑模具基本上分二大類,第一類是平面排列的,第二類是圓周排列的。平面排列的多層注塑模具,分為4層或者更多層的排列。我們取中間的任何一層來分析:

由于這一個模塊二面的型腔是完全一樣的,在注塑時模塊的二面受到的作用力是一樣的,并且力的方向相反,合力為零。就是這樣一個簡單的原理,使得四層模具的鎖模力僅僅和一層的模具相等。

平面排列的多層模具的關鍵點是注塑過程中的塑料怎樣進入多層模腔,“澆口”和產品怎樣順利地從多層模具中取出來。我們經過多年的研究和實踐,取得了一點點經驗,并且獲得了專利。

下面我們來看看圓周排列的多層模具。我們取圓周排列中的任何一層來分析:

模塊的二面受到的作用力幾乎也是相等的。所以,圓周排列的多層模具的鎖模力,在理論上是等于零的。進一步的發明已經可以做到36層。還是那個衣架,請看下圖:

由于每層之間抵消了注塑壓力,對模具的外鎖緊框的脹力很小,所以模具的外圍可以做的很小。

 
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