NPE2015熱點注塑技術盤點

美國塑料工業協會SPI日前發布了NPE2015的最終數據，NPE2015共吸引了2,029家參展商，凈參展面積超過1,128,200平方英尺（104,813平方米）， 打破了2000年展覽會創下的2,009家參展商、1,041,000平方英尺（96,712平方米）參展面積的紀錄。

參展商來自37個國家/地區。根據參展商數量按降序進行排列，最大的十個參與國家/地區依次為中國大陸、中國臺灣、加拿大、意大利、德國、印度、土耳其、法國、瑞士和韓國。這些數據還不包括總部位于其他國家/地區、但通過其美國子公司參展的很多公司。

此外，NPE2015的注冊參會者人數為65,810人，比三年前多19%。這些注冊參會者來自23,396家公司（比NPE2012的19,198家多22%），表明購買潛力大幅提高。 與此同時，國際參會人數也創下了新的NPE紀錄。近44%的參展企業和26%的注冊參會者來自美國以外的國家和地區。其中，近5,000 名注冊參會者來自拉丁美洲地區。

SPI總裁兼首席執行官William R.（Bill）Carteaux稱贊NPE2015根據很多指標衡量都是最成功的一屆NPE。“在NPE 69年的歷史中，使NPE2015成為里程碑的不僅包括其規模和國際多樣性，還包括它向參會者提供豐富多樣的內容，”Carteaux先生說。“展會現場運行的數百臺機器設備，材料供應商提供的客戶服務中心，展示亭以及有關當前問題和新興技術的方案，同場舉行的內容豐富的專題會議均使其豐富程度超越了往屆展覽會，目前還想提供使未來NPE對參會者更具吸引力的指導方針。”

NPE2018將于2018年5月7日-11日（周一至周五）在美國佛羅里達州奧蘭多市橘郡會議中心舉行。

多組分技術隨處可見

克勞斯瑪菲：有了克勞斯瑪菲的新型GX系列多組件注塑機，功能集成和多顏色、多材質（如熱塑性塑料、彈性體和聚氨酯）組合成為可能。為了加強在多組分注塑成型領域的影響力，克勞斯瑪菲在NPE 2015展會上推出了五款最新機型：GXH, GXL, GXV, GXW和GXZ。另一個展出亮點是新的集成式轉盤，伺服電動驅動單元保證了其快速旋轉、平行移動和精確定位。

平行排列的GXH注塑單元可以簡化模具設計并改進塑化單元

新型GXH多組件注塑機是首次在美國市場進行展示。“H”象征著兩臺或更多注塑單元平行排列。采用水平布局，熔化物就能直接導入到各自的半模中，減少熱流道中的死角數量。注塑單元水平排列的其他優勢還包括：可以簡化模具設計，并使整臺機器的設計更加節省空間。

GXH的典型終端應用包含技術和汽車光學部件制造，同時，包裝行業的雙組分螺紋蓋也能在GXH上進行高效生產。在NPE2015展會，GXH 550-1400/1400配備了LRX線性機器人，用來生產霧燈罩。

恩格爾：恩格爾在一臺e-victory 310H/ 80W/50V/180 combi三組分塑機上模塑一種帶有集成過濾器，用于輸血的醫用滴注器。滴注器包括一個ABS和一個PP零件，采用注塑工藝，配備過濾器，并用PP通過二次成型將其連在一起，所有過程在一個步驟中完成。對于該應用，由Hack Formenbau公司提供的模具采用了伺服電傳動技術來控制分度盤模具的每個動作，實現了動作同步控制。

帶有集成過濾器的醫用滴注器在一個步驟中完成

恩格爾公司稱，通常需要分別注塑兩個空心的主體部件，且過濾器嵌入物需要另外進行安裝和連接。然而，這導致了較長的周期，更大的物流工作，以及更大的污染風險，并顯著降低了單位面積的生產效率，因為通常需要幾個獨立的制造單元。

“醫用滴注器的市場需求量很大，因此需要在保證安全和清潔的前提下進行經濟的生產。”恩格爾北美公司總裁及CEO Mark Sankovitch，強調這種一步成型工藝的重要意義時說道。新方法的采用，使得人們可以在生產多組件中空產品時節約大量的時間和成本，如燃油濾清器的生產。更重要的是，新方法的工藝非常可靠，并可節約大量生產占地面積。

新的集成式轉盤

阿博格：作為一個多組分的應用，阿博格在NPE展會演示了采用熱塑性塑料和液態硅橡膠（LSR）制造真空抽吸墊的生產過程。為此，一臺全電動Allrounder 570 A注塑機在水平方向上安裝兩個170的注射單元，合模力為2000KN，并配備來自Rico公司的4+4模具，四個真空抽吸墊（被用于諸如搬運設備中笨重或重物的移動）大約可在40秒的循環時間內生產出來。

歸功于其水平的配置，Multilift Select機械手系統能夠從上方進入鎖模單元中。首先，PBT部件的支撐性外殼被預成型，隨后被Multilift Select機械手系統傳送到LSR型腔中，最終的成型部件則被放置于傳輸帶上。

米拉克龍：Klear Can是一種共注塑成型技術，它使用兩套或多套螺桿注塑裝置，分別塑化和注塑不同的物料，配合自動控制裝置來協調動作步驟，根據具體工藝的不同，比較有代表性的是雙色注塑工藝和夾心注塑工藝，兩者主要不同點在于：在一個制品的成型周期中，雙色注塑的兩套裝置分別有獨立的注塑循環過程，對夾心注塑而言，兩套注塑裝置則協同完成同一個注塑循環。共注塑有很多優點，比如能提高制品質量、提高生產效率、降低生產成本等，在此基礎上，米拉克龍共注塑部門Kortec團隊進行諸多革新，這也是米拉克龍在2014年收購共注塑方案供應商Kortec后推出的第一項專門針對食品包裝領域的創新注塑方案。

Klear Can可用于生產透明聚丙烯（PP）食品包裝罐。它使用一臺配置兩個獨立注塑控制單元的注塑機，利用共注塑模具，熔融聚合物通過兩個通道同時流入，以三層流體方式生產塑料罐，制品的剖面結構為PP/EVOH/PP，就像熟知的“夾心三明治”一樣，因為兩種不同的原料同時通過同一個澆口，成型周期時間與單層塑料罐注塑成型時間相同，故而提高了生產效率。

電動雙組份Allrounder 570 A注塑機呈L型，生產由熱塑性塑料和LSR組成的真空抽吸墊

米拉克龍在NPE展會上首次展示了該項技術，其推出的首個產品是常用的41CL規格塑料透明罐，端蓋為75毫米，罐體總高度為110毫米，阻隔層360度環繞易拉罐，包括基座到凸緣，其厚度小于0.001英寸。這些透明塑料罐可以在130℃以下蒸煮，采用雙卷封還可以使塑料罐卷邊與傳統的金屬罐蓋相匹配，可以讓消費者看到罐體所裝食品質量，其三層結構PP/EVOH/PP還可以將貯存期延長到5年，可以選配彩色罐體、模內貼標（IML）或標準標簽，是水果、蔬菜、湯類、肉類等食品理想的包裝替代方案，而這些食品目前大多數采用金屬或玻璃包裝，使用量非常大，比如金屬易拉罐每年消耗量大約50億個，是塑料包裝制品企業一直想進入的領域，但苦于缺乏較為理想的解決方案。

相比金屬罐，Klear Can塑料罐對于消費者而言最明顯的特點就是其透明的特性，從銷售的角度出發，消費者可透過罐體直觀判斷食品的質量，再者，不同于金屬罐一旦開啟就無法再保存的特征，Klear Can在開啟后可再度密封，并不含雙酚A，2-5年的保質期完全可以滿足包裝食品的市場需求。

此外，現有的金屬灌裝工廠可輕易轉用Klear Can塑料罐，無需在下游設備上進行新的投資。

“這些塑料罐所使用的填充、接合、蒸餾和冷卻系統都與金屬罐相同，”米拉克龍共注塑部門銷售和市場開發副總裁Russell Bennett說道，“對罐頭制造商和品牌商而言，無需對現有設施進行大幅調整。我們將此視為最大的優勢。”

對于消費者而言，這種塑料罐的外形十分討喜。“行業和消費者對這種產品的反饋非常熱烈。”他說道。而且，新型塑料罐還具備另一個意想不到的優勢：在一些國家，人們可以將其回收作為飲水杯使用。“他們可將塑料罐的金屬邊緣切掉，磨平，用來喝水。”Bennett說道。

阿博格現場展示熱塑性塑料和液態硅橡膠（LSR）制造真空抽吸墊的生產過程

米拉克龍已在美國馬薩諸塞州投放了兩萬個Klear Can塑料罐用于前期市場評估調查，目前有七大品牌正在調研這種新型罐對食物和寵物食品的影響。

輕量化技術持續走熱

阿博格：作為德國機械設備制造商協會（VDM）藍色能效倡議活動的一項成果，阿博格展示了一種創新的輕量化工藝：采用長纖維直接注塑成型的一種在液體塑料熔體中含有纖維的側喂料器。該創新工藝的優點包括：可靈活調整纖維長度，最長可達50mm；纖維在塑料熔體中的損壞率很低；相比纖維增強的標準粒子具有顯著的成本優勢。

Klear Can三層流體同時注塑

該工藝在一臺液壓Allrounder 820 S注塑機上得到證實，所用模具來自Georg Kaufmann Formenbau公司。通過采用連續纖維增強熱塑性嵌入材料（有機片材）的包覆成型工藝，一種高強度、有彈性的復合材料部件即被創造出來，這一長度超過500mm的部件質量不到200g。一臺六軸機器人系統從料盒中拾取兩個厚度不同的有機片材。利用夾持器系統中的一種新技術，這種平的嵌入材料得以均勻加熱和可靠加工，然后被轉送到具有精確成型溫度的LIPA（輕量化集成工藝應用）模具中。在此模具中，在大約55s的循環時間內，嵌入材料的成型與功能元素和加強元素的注塑成型同時完成。該復合材料部件的生產很好地證明了如何通過組合有機片材和長纖維直接注塑成型，而在較短的循環時間內生產出具有高度功能集成的諸如用于汽車行業的輕量化部件。憑借伺服液壓系統，該Allrounder液壓注塑機尤其確保了具有能源效率和低排放操作。

恩格爾：在NPE 2015上，恩格爾與德國ZF Friedrichshafen AG公司合作，采用熱塑性纖維生產塑料剎車踏板。該工作單元配備了一臺立式注塑機、多軸自動機械和紅外線爐，將在模具中把織物加熱為一種預成型件，之后立即用尼龍做外模處理。由此得到的成品零件無需修整。ZF剎車踏板比普通的鋼制剎車踏板要輕30%。

Klear Can-看的見的品質

恩格爾北美公司的總裁兼CEO Mark Sankovitch說，輕質結構將成為重點領域。他說：“在未來幾年里，我們可以預期注塑行業將有強勢增長，尤其在纖維復合材料工程領域。”

通過采用連續纖維增強熱塑性嵌入材料（有機片材）的包覆成型工藝，一種高強度、有彈性的復合材料部件即被創造出來

他說，要讓復合材料找到更廣泛的汽車應用，最大的挑戰在于開發出單位成本低但產量高的生產工藝。恩格爾公司于2012年在位于奧地利圣瓦倫丁的工廠內新建了輕量復合材料技術中心。

克勞斯瑪菲：在NPE2015上，克勞斯瑪菲利用FiberForm工藝來展示由熱塑性樹脂制成的輕量化結構，已經可以應用于批量生產。“在北美，我們發現市場對高成本效益的輕量化結構解決方案的需求越來越大，尤其是汽車和交通領域。”克勞斯瑪菲美國分公司的總裁Paul Caprio說道。

利用MuCell工藝生產出的咖啡機蓋板

CX 300 - 1400 FiberForm在現場生產由玻纖增強尼龍制成的安全氣囊外殼，注射量為350克，生產周期為45秒。“通過這臺機器，我們精確滿足了汽車制造商和一級供應商的要求。”Caprio繼續說道。FiberForm工藝的另一個優勢是減重和快速后續加工，其所制造的安全氣囊外殼比由金屬制造的傳統外殼輕40%，不需要重新加工，可以立刻安裝。

全電動AX 180-750 CellForm生產單元結合LRX 50可生產出高質量表面的發泡可見部件

米拉克龍：MAXIMA是米拉克龍最節能的機器之一，其伺服液壓設計相比同類液壓機器節能高效高達70%。展機配置馬斯特Fusion G2熱流道整體吊裝系統，可在40秒時間內生產閥蓋，其亮點在于采用了Gas Counter-Pressure輕量化設計的同時還保證了制品表面光滑優質。

發泡技術朝可見部件方向發展

克勞斯瑪菲：MuCell工藝是使用氣體的物理發泡過程。該發泡組分的主要優點是重量輕和生產時間較短。 MuCell工藝已經發展成為一門成熟的技術，特別是在汽車制造和技術組件方面。然而，趨勢明顯朝著利用MuCell工藝成型可見部件的方向發展。

克勞斯瑪菲在NPE現場展示了這種趨勢：

全電動AX 180-750 CellForm生產單元結合LRX 50現場展示了可見鋼琴黑發泡零部件的高效制造，所產零部件具備極高的表面質量。這在一定程度上歸功于RocTool的動態感應模具加熱器（DMH）。不同表面的模具，其效果也是不同的(無光澤、高光澤、具有沖孔)，它為發泡零部件提供了令人印象深刻的設計選擇。

發泡注塑和variothermal注塑工藝帶來高品質的表面和精細結構的出色再現

然而，模具和模具的熱平衡并不是MuCell工藝成功的唯一的關鍵因素，特殊的螺桿、塑化單元、料筒、控制系統和過程控制系統也很關鍵。它們是克勞斯瑪菲CellForm技術的重要組成部分，而CellForm技術是專門為MuCell技術開發的。

全電動AX180-750 CellForm生產單元高度精確性和一致的注射量使其尤為適用于CellForm工藝。此外，它還降低了能源消耗，這臺設備在NPE2015上采用最先進的PC材料生產咖啡機面板（白色電器展區）。“適合MuCell的部件設計使其能夠調節壁厚和部件重量，因此可以在確保功能的前提下節省材料。這不僅減輕了部件重量，還節省了資源，而且朝著更大的可持續性邁出了重要的一步。”克勞斯瑪菲美國分公司的總裁Paul Caprio概括道。

恩格爾：恩格爾的一套帶有集成viper20機械手的duo 2550/610塑機現場模塑PC/ABS的中控臺元件。它使用了三項技術：恩格爾的foammelt技術，Trexel公司的MuCell? 發泡注塑技術和Roctool公司的Variotherm注塑工藝來模塑薄壁零件。

該工藝的目標是生產出具有出色表面質量的薄壁部件，同時還要用單一的注塑步驟實現精細結構的優良再現。該模制部件擁有不同的壁厚和表面結構。多虧了恩格爾的foammelt技術，型腔被完全填充，包括底切，并且所述部件冷卻后沒有凹痕。同時，Roctool的技術提供了鋼琴黑的高光澤。這項技術除了應用于汽車內飾，也為白色家電和家用產品行業帶來了新的機會。

米拉克龍：Magna T伺服系列是米拉克龍高性價比產品，展機與Crest Mold配合，使用MuCell工藝生產汽車儀表盤架，重量大為減輕，使用材料為增強型PCABS，在輕量化的同時，制品表面非常光滑，整個周期時間為44秒。

增材制造技術

阿博格：通過兩臺Freeformers，阿博格詮釋了全功能化的塑料部件是如何通過采用標準的塑料粒子增材制造出來而無需模具，這個工藝是基于3D CAD數據基礎上的阿博格專利塑料無模成型工藝。塑料粒子首先在一個塑化料筒中熔化，然后塑料微滴通過一個固定卸料裝置的噴嘴、基于60～200Hz特定循環系數的高頻壓電技術而被一層一層地施加到一個移動的部件載體上。

有了阿博格專利塑料無模成型工藝，功能部件可以采用標準顆粒進行高效生產而無需模具

第二卸料裝置可用于另一種材料組分以生產具有不同顏色或特殊觸感品質的部件，或者軟、硬組合的部件。在NPE展會上，一臺Freeformer將一種彈性標準的TPU與一種特殊的支撐材料組合在一起——這是增材制造中的首個雙組分應用。可能的應用包括波紋管、軟管、套管或用于機器人夾持器的柔組件。支撐結構隨后可在水浴中去除。