薄壁高速注射成型

1、薄壁高速注射成型介绍1. 薄壁包装容器的特征：市场和应用；分类；典型材料；质量要求；模具相关要求；自动化要求；多功能一体化。2. 操作和工艺控制：时间和速度；冷却时间计算；压力分布；温度。3. 注塑机相关要求：锁模单元锁模单元的主要功能锁模单元的辅助功能标注尺寸模板以满足要求强化的床身曲臂锁模运动学灵敏有效的模保系统注塑单元机械设计蓄能器和伺服阀注射熔体准备和均匀化屏障式螺杆熔体停留时间驱动理念和动作序列“Elexis S” 驱动理念所有运动轴的完全并行动作由于能耗降低使得机器每小时运行成本降低 4. 经济性：生产成本按比例分配显示经济性比较结论介绍在竞争日益激烈的市场环境下，为了能够经济地注

2、塑薄壁包装产品， 生产厂家在设计产品的时候往往不得不更多更严格地关注产品的成本。为了节省原材料，目前的趋势是产品的壁厚越来越薄，这样对注塑机的性能和生产环境提出了更高的要求。针对客户特定产品应用的注塑系统成为经济生产的基础。此文的目标是重温当今先进注塑机及其驱动技术如何满足包装容器等薄壁产品生产的工艺需求。1. 薄壁包装容器的特征1.1. 市场和应用采用注塑工艺成型的薄壁包装容器的应用有以下几种:l 食品容器 (用于日用品，黄油，冰激凌等包装的杯子, 盒子, 桶) l 餐饮容器 (饮水杯, 塑料餐具 )l 卫生用具 (湿巾盒子 )l 油和油漆桶l (塑料桶)l 园艺用具 (花盆 )1.2. 分

3、类注塑成型的薄壁包装产品通常是中空的，一端开放，形状不一，适合一次性使用或重复使用。这些产品典型的壁厚在0.3mm 到1.5mm之间，而且通常具有很长的流长比，可达400:1。 经济地生产薄壁包装容器取决于注塑的成型周期要尽可能的短，并且材料的使用要最少。 因此作为产品设计者首先考虑的便是在满足使用要求的前提下尽可能减少产品的壁厚。 1.3. 典型材料 注塑包装容器类产品的主要塑料材料是PP, PE和PS。同时针对这些材料经过改性或特殊复合的材料（如HIPS, m-PP）也经常使用， 而工程塑料一般除了个别案例外很少使用。 通常注塑这样的薄壁容器类产品需要材料具有很高的流动性，并且具有足够的强

4、度，硬度和比较单一的分子量分布。 可用于高性能注塑的这些材料的熔融指数(MFI)通常为 40 -50g/10min (230ºC/2.16kg) 左右, 在一些特殊情况下可达到150g/10min。所以材料的成分必须经过优化才能适合高性能注塑成型。 通常，在树脂内添加了稳定剂，成核剂，润滑剂和抗静电成分等。 这些材料的熔体指数必须在一个很小的范围内。当用于食品包装时，额外的因素，如保护性能和是否具有毒性等必须加以考虑。 1.4. 质量要求 当薄壁包装类容器这样的产品的生命周期越来越短，并且同通常是一些低价值的产品时，有很多质量要求需要得到满足，包括下面一些相当复杂的要求： l 均一的

5、产品壁厚分布；l 变形最小化；l 在测试温度下具有较高的刚度 (由于生产时高温脱模，后续高温填灌，或消毒等) ；l 好的叠加和抗侧压强度； l 高质量的产品表面；l 均一的产品颜色分布，或同一的透明度； l 高的重量稳定性 (Delta g: 0.5 to 1%).1.5. 模具相关要求 要生产高质量的薄壁产品，必须彻底对材料，模具，注塑机和成型工艺进行优化。因此产品设计和模具设计制造的缺陷必须在最初的时候就应该尽量避免。模具必须满足： l 高的稳定性和挠度最小化；l 表面能使脱模便利，如果需要则需局部镀层；l 液压驱动，气体辅助脱模；l 有效的模具冷却系统，如大流量，低压力损耗的温度控制；l

6、 导向和中心定位机构的维护尽可能少； l 不同部位的温度差别最小化。 在一些情况下，为了能更经济的生产，可以考虑叠层模。 热流道注塑目前已使用非常普遍。 1.6. 自动化要求 在设计生产系统的时候，如何有序地把薄壁包装类容器从注塑机内取出是必须考虑的非常重要的一点。 其中的一个因素必须考虑到，那就是薄壁包装产品容易被不适当的产品取出机构或通过直接掉落的脱模方式而损坏，因而从成本上来讲通过一定机构把产品进行定位，对齐，叠加和包装有时是必须的。 中等尺寸和大尺寸的产品（如：杯子，盘子，桶等）通常是通过高速脱模系统来把产品从模具里面取出的。 现代的产品取出装置和机械手可以使取出时间小到0.4s 。1

7、.7.多功能一体化 现代包装的功能已不仅仅是保护产品，而且是物流链里的一个因素和营销工具。 这些使得包装产品在多功能一体化方面得到增强。 在塑料包装产品上采用装饰技术，如采用模内贴标(IML)，或后续装饰（如热烫印或类似技术）而生产手柄或把手等。 2. 操作和工艺控制机器:螺杆:模具:产品:直径:高度:流动长度:壁厚:流长比:投影面积:材料:模重:成型周期:Ergotech 200/630-840 EL-EXIS SØ 45 mm (A) L/D - Verh.: 25 : 11 腔花盆193 mm 136 mm144 mm0,45 mm (平均)320: 1293 cm²

8、PP, MFI 35 g/10min (190°/2,16kg)33.5 g0.12 s 注射时间0.25s 保压时间0.80s 冷却时间0.10s 中间时间 (取产品)1.42s 机器时间 ( 330 mm )2.69s 周期 花盆 (Ø193mm)图2: “花盆” 应用下面的例子用于分析薄壁包装类产品的整个成型周期的详细过程。 这个应用是由PP材料制成的流长比为320:1的一个塑料花盆。 花盆的模具为一腔，模具内安装有2个压力传感器用于实时检测模腔内部压力。 在进行压力情况描述之前，让我们先来看一下这个成型过程的整个周期分析。 成型周期构成 “花盆”2.690.330.

9、691.200.800.250.120.10成型周期顶出开模塑化冷却时间保压时间注射喷嘴前进合模图3: 成型周期构成 “花盆”2.1. 时间和速度注塑成型的整个成型周期由以下主要时间构成： l 工艺时间 (注射, 保压, 冷却),l 机器动作时间 (模具动作, 顶出, 喷嘴动作),l 暂停时间和脱模时间. 通常，工艺时间特别是冷却时间占整个成型周期的主要部分。 除了材料的特性外，冷却时间主要有产品壁厚，模具温度和熔体温度；冷却时间和产品壁厚的平方成正比。 冷却时间和壁厚之间的关系材料：PP，HDPE，LDPE图4: 冷却时间和壁厚之间的关系2.2. 冷却时间的计算对于给定的材料（如PP）和恒定

10、的模具温度，壁厚和冷却时间的关系就可以从图4上面得到解释。薄壁容器类产品的壁厚通常在1.5mm 左右，有时可能薄至0.3mm，取决于不同的应用。 这就意味着有些情况下聚烯烃的冷却时间小于1s。 在注塑杯子和小的容器等产品时的整个成型周期在3到4s之间。 如果除去冷却时间，则在整个成型周期中用于注射和保压的时间只有不到1s。 在薄壁成型条件下，长的流动长度和非常低的模具温度使得塑料熔体不可能在填充和保压过程中维持流动和熔融状态很长时间。 因此在注塑薄壁容器类产品时需要很高的注射速度，可能需要高达1000mm/s（设定速度）。 而且考虑到熔体的冷却性能，在注射一开始必须要有一个合适的注射加速度，这

11、是非常必要的。 由于薄壁产品高的流长比使得高注射速度成为必须，因此高的注射压力和型腔压力必须具有。 2.3. 压力分布 该产品壁厚为0.45mm，成型过程显示了注射压力需求高达1,500 bar。在这个压力解释的图表中显示模具内的最大型腔压力出现在注射开始后的0.18s。 保压阶段的0.25s时间对产品成型的影响很小，因为熔体已经固化。 随着型腔压力的持续降低，熔体在产品底部的浇口附近被压缩直到浇口冷却封闭。 通过研究花盆这个产品一腔模具的成型可以让我们了解在注射成型过程中的压力传递。 在浇口处和远离浇口处获得的压力可以让我们获悉压力沿着流动方向上的变化。 如果说压力的递减是随着熔体流动的距离

12、，那么注意的是压力在注射过程中熔体在通过喷嘴和热流道时已经丧失了很多。 这就意味着为了能在模具内部获得足够的模腔压力，就需要很高的注射压力，在某些情况下可高达2,400 bar 甚至3,000 bar。 注射压力和注射时间的关系图7: 注射压力和注射时间的关系 注射压力和注射时间的研究表明，在某些特殊应用里，注射时间只有0.14s。一个最小的注射压力使得模具内部获得较低的压力，从而减小过度填充的可能性，即使在最大保压的情况下也不会发生。 同时还可以使熔体在填充时的剪切力更小，从而获得更好的产品质量。 为了满足生产包庇包装容器类产品所需的高的注射速度和注射压力，注塑机必须能偶提供足够的注射能力。

13、 为了优化注射速度，必须使用伺服阀，从而提高切换精度，获得高的响应速度，而且止回阀的设计必须具有很好的关闭功能。除了常见的环状3段式止回阀结构：止逆环，压力环，螺杆头外， 球状止回阀结构经常被用于提高止回阀闭合性能。 在高的一段注射速度和多段注射速度下的注射压力分布 图8: 在高的一段注射速度和多段注射速度下的注射压力分布 高响应的伺服阀是获得精确控制的注射速度，和即使在很短的注射时间进行精确速度切换的基础。 通过在切换之间进行减速的方式，防止了模具内部压力峰值的产生，从而出现过度填充。 另外。更好的注射时间的稳定性使得产品获得更好的质量。 2.4. 温度 处理PP材料的料筒温度 图9: 处理

14、PP材料的料筒温度 图表显示了在处理PP材料时的模具温度和料筒温度的工艺范围。为了尽可能地缩短冷却时间，通常使用压力为6 到 8 bar 温度为8 到 10 ºC 的冰冻水直接进行模具冷却。 使用长径比 L/D 为 25:1 的螺杆来生产PP产品可使料筒温度的设定比长径比为20:1 的螺杆更低，约 240 到 245 ºC。 而且使用了长径比为25：1的螺杆可在不降低熔体质量的前提下降低熔体温度至255到260 ºC，低于长径比20:1螺杆的熔体温度为265到280 ºC。 低的熔体温度使得保压时间和冷却时间更短，从而缩短整个成型周期。使用长径比L/D为

15、25：1螺杆料筒内部熔体的温度差为5ºC，而是用长径比L/D为20：1螺杆的料筒内部的温度差为15 ºC。 料筒内温度的差别越小，成型后的产品的收缩差别就越小，从而使得产品的变形越小。 3. 注塑机相关要求注塑机的基本组成部分是锁模单元和注射单元。 在接下来的论述中将会讨论为满足薄壁成型的必要的特殊设计，以及驱动技术，功能和工艺序列。 3.1. 锁模单元装有叠层模的锁模单元 图10: 装有叠层模的锁模单元3.1.1. 锁模单元的主要功能 注塑机锁模单元提供以下功能： :l 容纳模具；l 开合模；l 在开合模过程中保持模板平行度； l 提供合模力；l 施加锁模力。3.1.2.

16、 锁模单元的辅助功能l 产品脱模；l 保护模具。拉杆间距，最大最小模厚，最大开模行程和锁模力大小是锁模单元的几个关键特性。 通常注塑机是按锁模力的大小来进行分类的。 F1=合模力F2=弹性力F3=锁模力S2S3S1F3F1F2SFS1=机床在合模力下的变形 (拉杆拉伸)S2=模具变形 (模具变形)S3=机床在锁模力下的变形 Fig.11：合模力 / 锁模力在合模和锁模过程中，曲臂锁系统的整个机构包括锁模单元（拉杆，曲臂连接和模板）和模具类似于弹簧一样处于弹性形变状态。当拉杆处于受拉伸状态时，曲臂连接，模板和模具处于被压缩状态。在注射熔体过程中，由于模腔内阻力的存在，压力在注射和保压阶段建立起来

17、。 短时间的压力峰值在浇口附近可达2000bar。模具必须承受这种压力，而不会出现模具成型部件的变位或错位。 模具基板，中间板和那些不会传递变形的部件继续被压缩，而成型部分的部件得到释放。这些模具部件的释放等于由于拉杆压缩而获得补偿的模具拉伸。 只有当模具两部分均得到释放，模具倾向于过填充。 在薄壁包装容器类产品生产时往往接近锁模力极限，根据模具刚度，一个曲臂注塑机提供了很好的锁模力的安全系数。 3.1.3. 标注尺寸模板以满足要求模板弯曲刚度图12:模板弯曲刚度在开合模方向上的所有力的总和（包括斜滑块）乘以投影面积会导致模具变形力，这个力需要通过模板形变进行吸收。模板变形必须控制在最小。 由

18、于如前面提到的在成型薄壁包装容器类产品时具有非常高的模腔压力，必须对模板尺寸进行升级优化。 根据欧标，定模板的中心定位孔相对较大，这样容易使模板在该区域产生较大的变形而无法满足要求。这个可使产品出现部分过填充而在分型面上没有任何问题。 这里采用通常的定位孔就会产生问题。 为了减小中心定位孔区域的变形，用于薄壁容器类产品成型的高速注塑机具有更小的中心定位尺寸。 另外，顶出和注射油缸结构紧凑。 更具欧标62，模板变形通过10%到100%的锁模力来进行检测。 测试块的定义取决于拉杆间距。 采用直径为400mm测试块对一台250吨，拉杆间距在630mm的普通注塑机进行测试，他的允许的变形量为0.15m

19、m。 如果经过合理的尺寸设计，铸铁模板的尺寸变形量不会超过0.03mm。 这是防止在薄壁产品成型时损坏模具关键部件的根本。 另外一个对成型非常重要的一点是模板的平行度。 动模板锁模力的作用点的位置必须仔细的选择，这样才能满足在任何条件下模具动定半模均能保持平行而使模具导向和定位机构磨损最小化。 3.1.4. 强化的床身一些薄壁包装容器类产品的多模腔模具非常重。特别是叠层模。 在重模具经常使用的地方，机床的床身必须经过合理的设计并进过强化。现代高速成型注塑机（如Ergotech Elexis S），动模板的重量加上模具动半模的重量通过整合在机床床身上的I-横梁被吸收了。 为了吸收重量，机床动模侧

20、支撑采用了滚珠轴承，并和I-横梁相连。 为了避免拉杆承受额外的应力，叠层模的中间板同样采用导向轨道。 3.1.5. 曲臂锁模运动学图13: 速度vs. 模具位置锁模单元需要满足模具的速度要求。如果能够合理的设计，曲臂机构能够通过曲臂本身运动学提供和工艺要求相一致的速度曲线图：它提供逐步稳定增加的速度起始，并且在合模行程到达时逐步降低直至几乎为零。 惯性分布呈反比：在锁模过程中，它提供了优化的速度和力的转换。在锁模条件下， 曲臂具有自锁特性因而不耗费任何能量。 根据不同的锁模单元，可获得不同的平均开合模速度。 一台250吨锁模力的注塑机可获得平均开合模速度为0.8m/s。这个反过来是满足薄壁产品

21、短成型周期的前提条件。 Fig.14: 开合模力 VS. 模具开合模速度这个运动曲线分布时曲臂式注塑机开合模动作的优点；只需要一个很小的开合模油缸，通过液压机械传动达到节能的效果。3.1.6. 灵敏有效的模保系统 灵敏有效的模保系统图15: 自动模保系统如今很正常地采用自动模具保护系统。 目的是为了当产品未脱落或由于不正常操作时机床能够自动停止而达到可靠地保护模具不受损伤的模具。 任何这样的障碍必须在模具被损坏之前被检测出来，然后合模动作停止，生产中断。 Ergotech EL-EXIS系列注塑机具有积极的模具保护系统：一个非常灵敏的压电传感器直接安装在曲臂上，它可以检测出开合模过程中极其微小

22、的形变量，从而获取移动阻力。这个移动阻力被实时监测，任何微小的变化导致不正常的移动阻力的出现，控制器都会使机床立刻停止。 通过传感器对合模过程中力的检测，控制器会自动储存一条标准的力的曲线作为监控。 在每一个生产周期中，控制器会自动把实际的合模阻力曲线和储存的标准曲线进行比较。如果实际力中有任何波动使其达到监控曲线，则合模动作被立刻停止。 这个模具保护功能不仅仅是局限在锁模之间的模保开始和停止位置之间。系统会检测并保护整个开合模行程。 由于这个积极的模保系统不会增加成型周期，使得这个系统成为高速成型的主要优点之一。 3.2. 注射单元3.2.1 机械设计包装产品的生产包含不同要求的产品。因此注

23、射单元必须具有一定的灵活性。 同一锁模单元和不同的注射单元组合必须成为可能。 注射机设计必须满足不同应用的优化组合。 为了满足摩擦力最小化，动作灵活，注射单元必须有线性导轨进行导向和支撑。 为了使喷嘴和模具完美配合从而防止喷嘴和螺杆套磨损，射台的轴向定位和喷嘴必须在同一水平线上。 螺杆直径的选择必须具有一定的灵活性，长径比L/D 为25:1 具有不同注射压力的螺杆有2种不同的选择。I 高精度的行程测量系统可提供精确的螺杆位置检测，然后传递给控制器，从而使工艺和压力得到精确控制。 伺服电机驱动螺杆塑化是建议使用的，和液压马达驱动螺杆塑化相比，伺服电机更节能，而且具有和开合模并行动作的功能。 3.

24、2.2. 蓄能器和伺服阀注射蓄能器和伺服阀注塑 伺服阀 蓄能器图17: 蓄能器和伺服阀注塑正如上面所提到的，薄壁包装类产品的注塑通常需要很高的注射速率。 为了达到高的注射速率，必须使用蓄能器。 很重要的一点是为了满足高效低能耗，必须采用变量泵。为了获得精确的注射速度分布，哪怕是在很短的注射时间内，必须具备高速响应并且能够精密控制的伺服阀系统。 高速注射的重要性通常的注射响应(a=5 m/s²)设定注射速度: 800mm/s实际注射速度: 488mm/s注射时间: 205msInjection Speed mm/sa=5m/s²a=12m/s²高响应注射(a=12

25、m/s²)设定注射速度: 800mm/s实际注射速度: 633mm/s注射时间: 157ms图18: 注射响应和注射能力在成型薄壁包装类产品时，一个必须考虑到的要点是高的响应速度。短的注射时间（如0.1 到 0.2s）需要高的注射速度。 必须具有合理的注射加速度才能提供足够的注射速度，如800mm/s。如图显示注射加速度为12m²/s ，那么实际的注射速度为 633 mm/s。3.2.3. 熔体准备和均匀化满足薄壁包装类容器生产的注塑机设计必须满足一下几个工艺要求： 螺杆更换；塑化能力；熔体温度和透明度的均匀性；合理的熔体停留时间；熔化效率；低的熔体剪切降解。Barrier

26、 zone图19: 三段式螺杆 L/D = 25:1 / 屏障式螺杆薄壁包装类容器主要有半结晶型的聚烯烃材料制成。 和无定形材料相比，聚烯烃需要更高的熔化效率。在高速成型领域，通常塑化量大，成型周期短，因此材料在料筒内的停留时间相对较短，从而使得热量供应和温度平衡而达到熔体塑化均衡受到限制。 为了提高塑化能力通常倾向于使用高的螺杆转速，但是螺杆转速受到材料最大线速度的限制，不然会由于过度剪切而使材料降解。 为了获得足够的熔体停留时间且螺杆转速在合理的范围内，需在以下选项作出调整： l 延长螺杆长度来增加熔体停留时间，例如把三段式螺杆长度增加到25D，配备剪切和混炼装置，并且在结构尺寸上进行调整

27、，满足大的塑化量的要求；l 改变螺杆结构来改善熔化过程，比如采用屏障式螺杆； l 改进的料筒加热分布，缩短加热区间隔，增加下料口的加热能力。 屏障式螺杆的熔化工艺 图20: 塑化单元屏障式螺杆 /三段式螺杆熔化过程3.2.4. 屏障式螺杆 和通用的3段式标准螺杆相比，屏障式螺杆的压缩段由“屏障段”代替。 在屏障段的起始部位有第二个螺棱出现，它在初始的螺棱后面并且和料筒壁形成一定的空间。 这样的设计使得固态的塑料和融化后的熔体得以分离，因为只有完全融化后的熔体才能正好从这个螺棱和料筒壁之间的空间内通过。通过正确的工艺控制，形成薄的熔化层并且热量能够更好地传递给为熔化的塑料。 由于屏障螺棱的熔体通

28、道越来越大越来越深，熔体进入逐步扩大的通道内，而存留为完全融化的塑料的空间越来越小越来越浅。 和通用的3段式标准螺杆比较，屏障式螺杆的熔化效率更高。 屏障式螺杆的使用使得塑化的熔体更均匀，控制更好。 特别的混炼和剪切装置完成了额外的混合效果，特别是含有颜料的材料。 停留时间对塑化能力的影响（螺杆直径60mm, PP）图21: 停留时间对塑化能力的影响 （PP）3.2.5 熔体停留时间在使用屏障式螺杆的地方，必须考虑熔体停留时间对塑化能力的影响。 比如在使用PP材料成型薄壁包装类容器时，屏障式螺杆和通用的3段式标准螺杆相比在停留时间对塑化性能上的影响没有明显的改善。 停留时间对塑化能力的影响（螺

29、杆直径 60mm, PE）图22: 停留时间对塑化能力的影响 （PE）如果材料是PE，则使用屏障式螺杆会比通用的三段式螺杆在塑化能力上提高30%左右。 在任何情况下，屏障式螺杆总是比通用标准螺杆更能获得均一的熔体，特别是在大料量和螺杆行程50-60%的情况下更为明显。 在进行项目研究确定塑化单元时，有必要在一开始就获取足够的工艺参数信息。 处于这样的目的，目前有很多的仿真软件来使用，如 帕德伯恩大学的PSI软件。这个软件可以对以下特征变量进行计算： 材料输出量；塑化时间；温度分布；压力分布；熔化状态分布；停留时间行为；功率和扭矩大小需求。经过和实际测试所得的结果比较，理论计算不超过实际的15%

30、偏差。 因此，工程师可以得出正确的结果用于改善注塑机的设计。 3.3. 驱动理念和动作序列3.3.1. EL-Exis S 驱动理念具有有效冷却系统设计制造的现代模具技术和不断减少的产品壁厚使得成型周期越来越短。取决于不同产品的模重，在规定的冷却时间内完成塑化有时是不够的。 为了避免塑化时间影响成型周期，客户被建议采用几个主要动作（如锁模单元和注射单元）独立驱动。新的驱动理念: Ergotech EL-EXIS S带有中央蓄能器进行增速的变量泵系统Cores电液混合动力驱动开和模伺服电机伺服电机图24: EL-EXIS S驱动理念注塑机采用电动和液压结合的驱动技术使得所有的动作均可独立运行，从

31、而使得整个周期得以最小化。在设备Ergotech EL-EXIS S中液压和电动驱动均被采用，运用于哪些具体部位取决于它哪种驱动更有利。一个明显的选项是塑化马达采用变频控制的的交流伺服电机。 它比液压马达更有效率，而且和后者相比可节省能耗40%。这个旋转运动通过伺服电机控制具有高的响应速度，精度和运行效率。 在注射过程中，需要的是在极短的时间内提供大的动力并且和其他动作相互独立。 高响应速度的驱动提供注射速度高达1000mm/s。 由于电动驱动受限于一定的速度，因此在此注射采用了液压蓄能器进行驱动。 由于开合模动作时线性运动，因此原则上讲液压驱动和合理。但是对于高负荷运动，在加速和减速过程称需

32、要具有高的响应速度和高的定位精度，例如快速卸除锁模力。 这就是为什么Ergotech EL-EXIS S采用了液压和电动相结合的技术来驱动曲臂机构完成开合模和锁模：通过频率控制的伺服电机和静压转换机构的结合实现液压线性运动。 其他三个辅助动作 - 中子动作，顶出动作和射台动作 - 均为线性动作，无需并行动作并且对整个成型周期和能耗的影响有限。因此 他们通过中央蓄能器进行驱动。 由于在这样的驱动系统中所有需要的只是给液压蓄能器进行蓄能，所以有可能把油泵功率降低，比如Ergotech 200 Elexis S 油泵功率降低至15KW。 这相当于相同尺寸的液压机总装机功率的30%。3.3.3. 所有

33、运动轴完全并行动作 图25: 应用“杯子” 以下例子详细的反映了并行动作在做注塑成型薄壁容器类产品时在成型周期的减少方面发挥的作用。 它包含了采用PP材料制成的，流长比为 390:1的杯子。 4腔产品的模具在一台200吨的Ergotech 200/560-840 Eleixs S设备上运行，并且经过系统优化后达到了最短的成型周期。 在这里除了边开合模边塑化的并行动作外，还有一个减少成型周期的并行动作，就是边开模边顶出。 相互干涉的驱动是不可能做到的，这一点可以从混合动力的图中看出，顶出动作时通过独立的泵来进行驱动的。 和通常的液压机只能提供线性动作相比，以下额外的并行动作也对减少成型周期发挥着

34、作用： 在锁模过程中建立喷嘴顶紧力； 在锁模过程中开始注射。 咋一看减少0.56s的时间似乎没什么大不了的。 但是如果您把整个成型周期只有4.34s联系起来，那么您会发现能否节省0.56s是非常了不起的。 3.3.3. 由于能耗降低使得机器每小时运行成本降低 图27: 应用 “饮水杯”讨论“饮水杯”这样的产品的生产必然会突出现代注塑机驱动技术在降低能耗和提高生产率方面的潜在优势。 该饮水杯采用PS原料制造，用于航空餐饮服务。 以下是基于6腔“饮水杯”产品的模具，在两款采用不同驱动技术：纯液压驱动和电液混合动力驱动的注塑机上，针对能耗和产能方面的比较。 两台注塑机在同一工艺条件下生产同一个6腔杯

35、子。Ergotech “快速机” 的成型周期为3.6s, Ergotech Elexis S 的成型周期为 3.3s。具有优势的地方是：更短的机器动作时间，额外的并行动作功能（在锁模过程中建立喷嘴顶紧力和开始注射）。“饮水杯”的能耗测量显示具有现代驱动技术的Ergotech Elexis S 在提供更快的成型周期，更高的产能外， 还节省能耗高达46%。能耗的降低和产能的提升使得设备单位小时的运行成本得到了极大的降低。4. 经济性4.1. 生产成本按比例分配显示 薄壁产品生产的成本比例分析注塑机原材料人工/ 开机成本模具1.21.91.91007.53.83.620.927.98031.7Costs 【%】604069.465.461.830200ET250/630-1450EL-EXIS SET200/560-840EL-EXIS SET200/560-840RapidFig.29: 生产成本按比例显示 (%) （薄壁包装类容器）经过对薄壁包装类产品生产成本的分析，发现材料的成本占总成本的主要部分。 这个事实通过这个6腔薄壁的饮水杯在200吨Ergotech Elexis S 注塑机上以成型周期3.3s生产过程的统计获得。 其中原材料的成本占总成本德65%。人工和开关机成本大致占总成本的2%。原因是在包装行业生产通常是非常大批量的。模具通常需要连续运行很长的时间，并且是自动开