功能化注塑机的科学发展研究及自主创新

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司，浙江 宁波 315200）

功能化注塑机的科学发展研究及自主创新

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司，浙江 宁波 315200）

功能化注塑机是特种具有注塑功能的复合型成型加工设备，驱动注塑技术的科学发展。提出了功能化注塑机的内涵，分析了功能化注塑机科学发展十个方面存在的理念问题，简述了功能化注塑机的科学发展的八个特点，研究了十二类功能化注塑机的技术发展现状及科学发展要点，介绍了功能化塑料件引领创新创造功能化注塑机的实例及一种自主创新的功能化的工具箱包注吹机。

注塑机；功能化；科学发展；研究；自主创新

功能化是注塑成型技术实施创新驱动发展战略。功能化注塑机的技术水平代表了一个国家、企业注塑机的技术水平。功能化注塑机把功能化注塑技术的科学发现同产业发展联系在一起的创新创造，驱动注塑技术的科学发展，实现由注塑机制造的“大国观”走向“强国梦”。长期以来，由于多种因数，国内偏重于面广量大的通用化的注塑机的制造，忽视了功能化的注塑机的研发，已成了注塑机科学发展的瓶颈。

本文提出了功能化注塑机的内涵，分析了功能化注塑机的科学发展十个方面存在的问题，论述了功能化注塑机的科学发展的八个特点，研究了十二类功能化注塑机的技术发展现状及科学发展要点， 介绍了功能化塑料件引领创新创造功能化注塑机的实例及一种自主创新的功能化的工具箱包注吹机。

1 功能化注塑机内涵

功能化注塑机指具有注塑功能的复合型成型加工设备。功能化注塑机不同于普通注塑机，除具备普通注塑机的性能之外，还具备注射成型某一方面的特有功能，实现注塑件功能化的“现实需求”及“潜在需求”的技术性能服务及拓展科学发展应用领域。

（1）功能化的创新性

功能化注塑机无有章可循。善于对各行各业科技的发展，对用户需求的深刻的了解，运用现代高分子材料、现代控制等先进技术，创新开发满足功能化塑料件的科学发展的功能化注塑机。功能化注塑机上取得的科学成果，移植到通用注塑机上，达到提高通用注塑机的科学技术。

（2）功能化的特殊性

功能化注塑机的机构/结构、控制系统、动力驱动系统等与普通型注塑机有明显的区别，甚至除注塑功能同普通注塑机外，合模机构/结构、控制系统、动力驱动形式等完全不同于普通注塑机，是一种复合式的塑料机械。

（3）功能化的成套性

功能化成型包括主机、周边设备等成套解决方案，缺一不可。成套解决方案的研发，才能实现功能化注塑。

（4）功能化的绿色性

功能化的解决方案贯穿节约能源、提高能效、减少污染、优化能源结构、生态环保、降低资源消耗等绿色化技术性能，持续提高绿色化的科技含量。

（5）功能化的细分性

功能细分化是功能通用化的延伸，功能细分即专用化。专用化的成型功能又可进一步细化，功能化持续无止境拓展。功能化为客户提供灵活、创新、定做式的“量身定做”的解决方案，以灵活快速的反映能力建立市场优势。

（6）功能化的组合性

功能化往往是几种不同成型功能的组合及复合，以达到/拓展成型塑料件的功能和性能，在较短的时期内达到用户的特殊成型加工要求。

（7）功能化的资源型

功能化注塑机消耗不可再生的资源更低，消耗能量资源更少。

（8）功能化的经济性

功能化注塑机性价比更高，制品加工成本更低，能耗更低能效更高，生产效率更高，在成型范围内的成型能力更宽更高，用户投资回报周期短见效快。

2 功能化注塑机的科学发展十个方面问题的分析［1］

功能化注塑机的科技含量高于普通注塑机，代表了当今注塑机的技术水平。国外企业、合资企业的功能化注塑机的发展步伐及技术水平明显高于国内自主企业，并且差距在扩大。功能化注塑机的技术进步引领了普通注塑机的科技进步和各行各业的科学发展。通过研发功能化注塑机，才能推动通用注塑机的技术进步。

国内自主企业虽有一些功能化注塑机，但科技术含量低、品种少，不能适应各行各业日益发展的塑料工程的需求，更不能引领塑料工程的科学发展。如何科学发展功能化注塑机？首先要找出在功能化注塑机科学发展方面存在问题，更新注塑机的科学发展理念。

2.1 重于复制忽视自主创新

国内注塑机的发展，不论是引进技术，还是合资、收购，以国外机为范本进行模仿，根本谈不上自主创新，实际上是一条复制道路。这种制造的模式，至今未改变。

一些企业往往急功近利，最好今天开发，明天出效益。需要花几年努力开发，绝不会干。对被测绘复制的设备也是一知半解，任意进行改动，根本谈不上创新。一种机型出来，随后成批的相似机型复制出来，有的甚至是百分之百的复制，扭曲了集约型制造的模式。市场上的注塑机几乎为同一模式，甚至图纸也相同。例如二板机，一套图纸走天下，更谈不上企业的创新。

注塑机的专利不少，但功能化的创新发明专利少的可怜，应用于工业化的发明专利少之又少，大多实用型的专利仅是一些小改小革的合理化建议类，显示不出塑料机械的科学发展。

2.2 重于小改小革忽视功能的开发

国内多数自主企业的产品结构调整，一般注重于外形、结构、制造成本等方面的小改小革，忽视体现附加值的功能的开发。例如把模板的外形改一下，技术参数改动一下，外包装修改一下，作为一个新系列推出，实际仍旧在低水平低价位的低端市场上徘徊，结果是产量增加，而经济效益徘徊不前。

2.3 重于低端做“大”市场忽视高端做“专”市场

功能化注塑机相对于通用型注塑机的市场小，而且一个企业没有一定的市场知名度，很难得到市场认可。在这种理念的指导下，缺少研发投入，没有自主创新创造研发的功能化的注塑机，测绘、仿制成为制造功能化注塑机的主要方法，仅仅是“像”，而不是“专”，致使制造企业没有价格的话语权，用户拥有选择市场及掌握价格的主动权。

住友德马格的目标不是做所有的市场，而是专注于能发挥设备最大优势并给客户提供最大利益的医疗、包装、汽车、电子四大优势行业。创新的技术、优质的产品质量以及完善的系统化解决方案，使住友德马格在医疗、包装、汽车、电子行业始终保持领先地位。2013年，德马格的销售额增长了10%，2014年设定了比2013年增长20% 的销售目标。

2.4 重于搏杀国内同行忽视拼搏国际同行

设计、制造、配套件等方面停留在通用型注塑机的理念上，以低价位低性能搏杀市场，不善于以高性能高附加值引领市场。一些单位满足于在低水平低阶位上恶性竞争，不愿花人力财力开发附价值高技术含量高的功能化注塑机，到国际舞台上去与发达国家著名制造商比高低，结果是留给了国际上功能化注塑机制造商在中国更大的发展空间。

2.5 重于被动跟随市场忽视而主动引领市场

纵观市场，没有一种功能化的注塑机由国内企业独立自主开发的，都是国外有了，我们才有，而且所谓的“国产化”，都是在知其然不知其所以然的指导下，降低性能、减少功能。实现其所谓的价格优势，最后沦落为滞销品，其结果，国内市场仍被国外设备占领。引领市场意味着设备的创新创造，这是一个艰难的历程，成功与失败并存，短时期不可能获得经济效益，可能五年也不能出成果，目光短浅的企业是绝不能投入的。

恩格尔是一家研制注塑机的公司，2012年成立轻量化复合物料技术中心，达到引领轻量化复合物料的注塑成型加工市场的科学发展，研究包括四大范畴：①纤维增强方案；②单取向带增强方案；③高压反应性加工；④原位聚合方案。

被动跟随市场的后果是不能为用户创造显著地经济效益，用户挣不到大钱，设备制造企业只能挣小钱。

被动跟随市场导致粗放型发展，把注塑机生产等同于家电生产，流水线作业，单一形式的设备充斥市场，以卖方制约买方，以低附加值低价位占领低端市场，小企业受到成本的限制，根本无法与实力雄厚的企业竞争，为了生存，不得不降低附加值，以更低的价位游刃于市场，更无力投入新产品的创新开发。

2.6 重于自我独打独斗忽视联盟协同攻坚

国内长期以来，一个企业主要搞单一产品的开发，在市场经济发展的今天，已成为致命的缺陷，把涉及设备开发的企业组合起来，强强联手，共同研发，不失为可取设备研发之路。根据国内开发能力的实际情况，设备开发的有关公司应紧密联合起来，变各自为政为牵手共同开发。共享技术成果，利益共享，突破开发的瓶颈。

功能化注塑机是为特定的塑料制品而研制的，涉及到塑料制品的应用行业、原料开发行业、模具研制行业、周边设备行业，研制才能体现出适应性、实用性、科学性、先进性，必须实现相关行业组成产业联盟，单凭注塑机制造企业是不可能实现功能化注塑机的创新创造。以木塑注塑成形来说，如果不与注塑用的木塑原料的研发造成产业联盟，根本不可能研发出注射成形设备，原料成形加工性能的改进提高可以弥补成形加工机械性能的不足，成形加工机械也可以弥补原料成形加工性能的不足，两者共同结合才能实现木塑注塑成型设备的科学发展。

住友德马格公司立足于中高端市场，同时将欧洲的合作伙伴带到中国，比如法国的SEPRO机器人，德国的MAI自动化设备，法国的PLASTUD模具和瑞士的KEBO模具等等。建立了一个由5个资深工艺工程师组成的团队，为客户提供售前的技术支持、最新的德国技术的介绍、售后的客户工艺培训、为客户做工艺优化以提高产品质量和生产效率等工作。从注塑机、模具、检测系统到自动化系统等，为客户提供整体解决方案，加快本土化发展速度。

2.7 重于被动型制造忽视主导型服务

现在一些企业绝大多数都是根据用户提出的特殊要求而在通用注塑机上改制而成，称为“特殊”注塑机，实际上即为功能化注塑机，纯粹是一种被动型制造，从设备设计的属性上，提出设备技术性能参数的主体者为设计者，根据技术性能参数形成图纸者为制图者，制造企业为设计者服务，处在产业链的低端，因此制造企业的设备不能实现良好的经济效益，是必然的结果。

同样可以理解，为何国内企业制造的注塑机的价位低，因为国内制造企业的本质上仅仅是制造，而不是研发，处在价值链的低端。只有研制出市场主导型的功能化、专用化的注塑机，从价值链的低端走到价值链的高端，才能获得良好的经济效益。

被动跟随市场制造只能处于塑料工程价值链的低端。例如，蓝光碟片的发明者，提出解决方案，设备制造者根据蓝光碟片的技术要求研发成型设备，在整个环节中，获取利润最大者为蓝光碟片的发明者，而不是成型设备的制造者。蓝光碟片的发明者可以在市场上挑选符合蓝光碟片成型的任何品牌设备，拥有蓝光碟片设备的话语权。

2.8 重于归纳化制造忽视而功能细分化制造

归纳化制造指通用化、大众化式的服务，在技术发展的初期具有很大的市场。细分化制造指专业化、深化式的服务，在技术科学发展拥有越来越广阔的空间，例如国际上著名的塑料原料、添加剂的制造商，抛弃原来的归纳型的制造型式，细分服务对象，研制具有特定功能及性能的功能化、专用化的塑料原料、添加剂，由通用化走向功能化。Husky公司摒弃汽车行业，专注PET瓶坯注塑生产线的服务。Battenfeld公司按服务应用行业组成设备研制部门，进行重点攻关，创新功能化、专用化的设备。

德国的MBM机械曼多夫股份公司长期来专门研制废料回收利用注塑超大型制品的生产线，设备锁模力只有一种15 000 kN的规格，但能成型现有的重量7万g、投影面积120 000 cm2（120 cm×100 cm）的玻纤复合材料的超大型托盘、铁路枕木、垃圾箱等制品，闻名于世界，占有绝对的主导权和话语权。

2.9 重于纯注塑机的研发忽视全套解决方案的研发

传统的纯注塑机研发已不适应现代的为塑料制品制造而研发全套解决方案的制造模式。例如，汽车塑料玻璃的注塑成型加工设备的研发，首先要了解目前汽车玻璃存在问题，通过何种结构及技术能提高汽车塑料玻璃的性能，达到和超过目前汽车玻璃的性能，塑料原料通过何种技术处理达到汽车塑料玻璃的性能要求，汽车塑料玻璃的专用原料的发展如何，新颖的汽车塑料玻璃通过何种成型工艺能达到高的性价比，汽车塑料玻璃根据塑料专用原料的性能及技术要求通过何种注射工艺达到更高的性能要求，如何通过创新的注射成型工艺，使成型汽车塑料玻璃领先于市场，引领汽车塑料玻璃市场的发展，与原料生产、模具、制品研究、汽车制造等相关单位联合，研究新颖的注射成型设备、周边设备、后处理设备、模具等。

国内注塑机制作企业几乎没有对注塑成型工艺研究的专门结构，更谈不上对全套解决方案的研发，只能制造通用注塑机，即所谓的标准注塑机，用于面广量大的低端注塑制品的加工。标准注塑机的技术参数都参照欧、日等企业的设备，对这些技术参数是知其然而不知其所以然。

2.10 重于生产型制造忽视服务型制造

注塑机行业是典型的服务型制造行业，而多数注塑机制造企业忽视了这一根本准则。凭自己的主观意志开发注塑机，把主观意志强加给客观市场，力图使客观的塑料件的科学发展满足自己开发的注塑机的成型加工能力及性能，而不是根据客观塑料件的科学发展的实际需要而开发新型的功能化的注塑机，导致三十多年来，国内注塑机的功能和性能没有实质性的变革，不断填补国际上摈弃的低端的微利市场。国际上注塑机制造商，服务于市场的发展，以市场指导注塑机的科学发展，获得丰厚的经济效益。

服务型制造的本质即功能化制造。功能化制造充分体现出了注塑机服务型制造的第三次工业革命的特点。功能化注塑机在服务于注塑工程技术中发展，在科技创新注塑工程技术服务中持续。

功能化注塑机的制造是解决两个“潜在需求”：

（1）急待解决的尚不存在的可以实现塑料化的高端塑料注塑制品；

（2）急待解决的尚不存在的赋予新功能的高端塑料注塑制品。

研发功能化注塑机，首选确定应用服务于何种行业的何种类型。也可根据应用行业提出的“潜在需求”的制品，研发功能化注塑机。塑料机械制造只有在不断解决“潜在需求”过程中，才能使塑料机械制造处在高端水平。不以服务对象为目的，制造关键技术从何突破，竞争优势的设备从何而来，产品升级的标的从何制定，成型加工新技术的研发从何确定。例如定位为医疗行业的功能化注塑机，首先必须专门研究医疗行业“潜在需求”的塑料制品，研究与那些有关的医疗研究单位、医用塑料原料研究等有关单位联合，研究医疗注塑机的成型环境的要求，公司的制造技术适应于何种医疗制品的成型加工，需要开发何种成型加工技术，等等，通过成套方案的制定和完成，研究如何把医疗制品的成型加工技术向社会上有关服务对象推广应用，等等。在服务过程中，取得新设备、新机构、新结构、新技术、新工艺、新材料等具有自主知识产权的成果，都是别人无法得到的，自己也成为该细分行业的“老大”。日本住友全电动注塑机定位服务于薄壁/精密成型领域，在导光板、精密连接器、手机结构件等成型领域内稳居市场第一的位置，光盘机更占有世界市场份额的80%以上。

3 功能化注塑机科学发展的特点

通用性注塑机的锁模力为第一技术参数，锁模力与拉杆间距、移模行程、注射量等技术参数都有一定的关联，可以闭门造车。功能化注塑机根据特定的注塑件进行开发，锁模力不是设计的第一技术参数，也无现成的规格而言，是一种典型的市场化设计形式。

3.1 功能化注塑机的绿色化功能属性

功能化注塑机的科学开拓基于“现实需求”“潜在需求”塑料件的绿色化而开发。功能化注塑机的绿色化功能属性。

（1）环保属性。生命周期内最大限度地减少对环境的负面影响。

（2）能耗属性。构件的设计及资源的应用，应考虑到使用原材料的能耗、制造过程的能耗、成型加工的能耗、回收处理的能耗。

（3）成本属性。不仅要考虑设计、制造和销售成本的核算，还有考虑包括使用和废弃/回收再生过程中用户和社会所承担的成本、污染物的替代、产品拆卸、环境成本等。

3.2 绿色化塑料件推动功能化注塑机的开发

绿色化塑料工程的第一要素是绿色化塑料件，其它各个环节都是为之服务的。研发绿色化塑料件才能推动功能化注塑机的开发。

3.2.1 资源节约型塑料件的科学发展推动功能化注塑机的开发

克朗斯是国际上著名的研发制造PET高速吹瓶机的公司，设立专门研发部门开发PET瓶，引领市场PET瓶的发展，不断拓展吹瓶机的应用技术的开发。研发的集经济性和生态性于一身的9.9 g的超轻的500 mL PET碳酸瓶，价格同比于同类产品低30%～45%，而且瓶盖使用的不是螺旋盖，而是易拉环盖，提高了清洁度，彻底消除了螺旋瓶盖可能带来的密封污染，获得了2014年“iF”包装设计大奖。根据瓶的绿色化技术要求，创新和实现本公司吹瓶机的技术的科学发展，引领吹瓶机市场的发展。

3.2.2 环境友好型塑料件推动功能化注塑机的开发

Kortec公司针对金属罐在货架期、食用等方面存在的缺陷，开发的三层二物料的注射机，可为食品包装提供清晰透明的PP塑料罐，三层塑料的堆叠设计（内外两层PP，再加一层EVOH隔离层）可使货架期延长至5 a，且不含双酚A；消费者可透过塑料罐直观判断食品的质量；不同于金属罐一旦开启就无法再保存的特征，新产品在开启后可再度密封。

3.3 功能化注塑机的绿色化塑料工程的全套解决方案研发［2］

注塑机是注塑件全套方案中的一个工艺设备，成型功能取决于全套方案，而不是已有塑料机械本身的功能。通过对“现实需求”、“潜在需求”绿色化塑料件的全套方案解决过程中，结合具体塑料件，研究解决成型的新工艺、新材料、新设备，把现有的有关塑料成型加工的技术进行综合提炼和创新创造，开拓新型的功能化及专业化的复合型注塑机，推动同类塑料制品的成型加工的创新创造。欧洲和日本的注塑机制造针对“现实需求”、“潜在需求”的某一类型塑料件创新创造功能化的全套解决方案，出口到中国的注塑机，大多集中在这方面。

塑料件的全套解决方案研发，首先要了解和研究特定制品的成形的材料性能、质量指标、成形特点，通过何种机构结构、控制软件、周边设备、检测设备等，才能达到要求。功能化注塑设备制造企业今后不但能提供用户需要的单机，而且能提供塑料原材料的配方及配混工艺、成型模具、成型工艺、后处理设备及工艺等配套设备和配套软件等在线成套设备的硬件和软件。整套设备进行工厂验收测试（FAT）或现场验收测试（SAT），为客户提供完善的一站式服务。能为用户提供整套方案和生产线的研发单位将会得到长足的发展。

以DVD-9碟片注射成形件为例，成形材料为PC，注塑解决的主要成形关键是制品成形后不存在内应力，否则成形时制品虽能达到尺寸精度及几何精度，但由于内应力的存在，制品出模后，不能保持原有的精度，达不到制品的质量要求，据此而开发功能化专用化的注塑机、模具、注塑工艺等成套解决方案。

3.4 功能化注塑机的成型加工的工艺设计

创新创造功能化专用化注塑机的成型加工工艺是其重要的环节，同样的设备，成型加工的工艺不同，绿色化性能也不同。通过成型加工工艺的创新，才能提高塑料件的质量。

以模内修饰注射—压缩成形加工光学元件为例。以往的注射—压缩成形，不能对光学件的边缘，实施模内修饰（即在模内去除塑料件的废边）等辅助加工，不适合用于生产移动电话的薄壁光学件。把注射—压缩成形与模内去除废边等工艺相结合发展为模内修饰注射—压缩成形加工，可进一步清除光学件上由模具表面区域形成的废边，以及进一步减少双折射以提高产品的光学性能；由于在整个压缩过程中，绝大部分时间是处于稳定的压力状态，所以可对临界几何形状的收缩和熔融料的充填进行平衡。这样就可以生产出装配区的厚度可以小于0.2 mm优质液晶显示器覆盖板。

3.5 功能化注塑机的模块化设计的科学发展

功能模块化设计既解决设备规格、设计制造周期和成本之间的矛盾，又实现设备快速更新换代。设备制造商能够根据市场变化做出敏捷反应，以灵活多样的模块组装配置形式及时提供给用户，快速适应市场需求。功能模块化的设计让用户在同一台设备上，通过不同功能模块的搭配得到自己需要的成型功能，实现专用化的成型工艺，满足个性化的需求；方便用户在使用过程中对设备进行局部维护或升级达到延长设备的使用寿命；在一种基本成型功能的注塑机上，为用户留出一定范围内的功能扩展空间，用户只要花少量的投资，就可进行成型功能扩展，以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。不但为用户降低设备投入的成本而实现最大的经济效益，而且降低了社会物质资源的消耗及制造能源消耗。

3.5.1 功能模块的特征及功能

模块在成型功能分析的基础上，划分并设计出一系列共性模块、功能模块及联接模块，通过模块的柔性组合构成不同功能/性能的注塑设备。接口的企业标准化。为了确保模块的柔性互换性，重点应尽量保证接口的标准化。把细分的功能分成模块，可与母机进行搭配，达到母机的使用寿命最大化。功能模块可分成以下几种类型。

共性模块。具备不同成型功能的共性机构、结构、控制器的部件设计为模块。共性模块与常规的部件设计不同之处是具备与功能模块接口，实现扩展柔性。共性模块往往是部件或系统的主要机构/结构部分。深圳玛格仕科技有限公司研制的水平平面转盘、水平旋转转盘，以及配套的驱动及控制系统，可以安装在现有的注塑机的机架上，实现多色注塑/模内装配。

功能模块。功能模块实现工艺柔性、运行柔性，尽可能扩大其功能和性能的优势。功能模块还可分为“母”功能模块和“子”功能模块，“母”功能模块上可联接多个“子”功能模块，这种工况下，“母”功能模块相对于“子”功能模块为共性模块。根据不同的功能需求，将C P U、存储器、P L C、通讯等基本的模块设计成标准的系列化产品，通过积木方式实现功能裁剪及模块数量的增减，以构成不同档次不同功能的智能化控制系统。

联接模块。有的共性模块与功能模块之间需设计特殊的专用联接装置即称谓联接模块，具备与上、下游模块的联接及扩展的接口。

3.5.2 功能模块化组合拓展功能化注塑机

将两个或两个以上的技术要素的功能模块组合，拓展功能化注塑设备。例如，模内贴标注塑设备是把普通注塑机与卷标黏贴装置、开模行程机械限位技术、控制技术、机械手等组成模内贴标注塑设备。富强鑫公司整合业界技术，成功开发IML系列高速模内贴标生产系统，交流伺服电机塑化驱动功能模块，射出全闭回路控制，实现精确计量，节约塑料原料消耗；液压动力双回路驱动功能模块，使加料、开关模同步动作，提高成型效率；蓄能器高速注射功能模块，射出速度达到500 mm/s以上；供纸机功能模块，可以根据客户产品规格的需要进行快速改型，增加生产的弹性；机械手自动贴标功能模块，搭配三轴伺服驱动机械手，作业快速精准，定位精度高；控制模块，适合多模穴薄壁容器的生产。模块化设计，大幅缩短成型周期，生产一模4穴饮料杯（250 mL），成型时间为7～9 s，月产能可达100万个以上，并有效节省能源。

3.6 功能化注塑机的机构/结构的功能化特征［3］

机构/结构的型式、功能等技术特征服从于塑料件的成型加工的需求，而不是让塑料件服从于已有的机构/结构的特征。

现行的机构/结构型式很多，各有其成形的功能和性能。特别是各有其发展的不同的功能化。功能化注塑机的设计就是根据被成型加工的塑料件，研究其成型材料、成型工艺等全套解决方案，运用及创新创造功能化的成型加工机构/结构，研发出功能化注塑机。

3.7 功能化注塑机的绿色化成型加工性能

绿色化性能是功能化注塑设备的可持续发展的方向，除具有普通注塑机的绿色化成型加工性能之外，还应具有下述绿色化成型加工性能。

3.7.1 高速高效率低能耗的注塑成型加工性能

设备不仅满足于能成型加工，而应达到高生产率，才有市场与发展前途。没有高速高效率低能耗的成型加工能力，用户不能获得高的经济效益，功能化注塑设备也就无发展前途，塑料件的推广应用就会受阻。

国产的功能化注塑设备的生产率低，是一个致命的弱点，也是不能与国际上先进功能化注塑设备竞争的主要因素。例如， PET瓶坯注射成型设备，赫斯基HyPETTMHPP400瓶坯注射系统，成型96腔、重9.9 g的500 mL蒸馏水瓶的EcoBaseTM瓶坯，成型周期仅为5 s。国产PET瓶坯注射成型设备先进水平只能达到1模48腔，每小时产能只能达到1 440支，仅为前者的1/2.4，而且产品合格率有较大的差距。

实现高生产率，需要对设备的机构、结构、控制等诸多方面进行全面创新提高，这个创新过程，不是一朝一夕就能完成的，甚至需要走5年、10年，以致更长的时间。

3.7.2 功能化注塑机的高端成型性能

首先要把功能化注塑机的性能开发在市场上是否具有竞争优势放在第一位，没有性能竞争优势，只有价位优势的产品，只有死路一条。日本企业在中国制造的高速全电动注塑机，销售火爆，占领中国市场，这其中的原因值得我们深思。日本高速全电动注塑机在历届展览会上，几乎是一年一个样，注射功能的不断技术进步以满足发展的制品成形要求，以高附加值扩大市场份额，同时自己也取得丰厚的回报。

3.8 功能化注塑机的智能化控制技术

智能化是高端的科技含量很高的技术，最能体现功能化注塑设备核心技术价值的领域。功能化塑料件的内应力精度、尺寸及形状的稳定精度等质量指标，只有实现智能化控制才能达到理想水平，才能淋漓尽致把功能化提高到理想的水平。融入更多的电子技术、网络技术，能实现自动控制、自动诊断、自动调节、自动补偿功能的智能化技术的必将成为功能化注塑机的控制技术的研发重点。

智能化的能耗技术。能源成本占据生产设备整个使用成本的90%以上。节约成型加工能耗一直是注塑成型加工的科技进步的重点，也是实现注塑设备绿色化的重点，智能化达到注塑最佳能耗。菲尼克斯公司的能量管理模块（EMM）具备获取能量数据和监视能量数据的作用，通过现场总线或以太网提供数据采集和传输，Inline I/O模块之间的连接实现了一种从能量消耗点到不同控制层之间的无缝信息流，实现能效智能化管理，降低电能消耗。

智能化的背压控制技术。日本东洋的背压自动跟踪技术，在si-100（C75）应用表明，塑化计量精度提高50%以上。日精树脂工业株式会社的通过直接检测螺杆反作用力的测力传感器的配置以及提高控制性能， 实现了高精度背压控制。

智能化的质检技术。美国Avalon VisionSolutriongs公司智能化的质检系统，系统把光学、照明技术、测量技术、图像处理、视觉技术和分类算法及复杂的系统设计相结合，模仿人类的眼睛，全程监控和纪录产品的质量和可重复性，提高生产效率和产品质量。

智能化服务技术体系。基于网络技术及无线技术的远程监控智能化管理系统，实时采集设备现场运行的技术数据，将设备系统的动态参数传递出去，与其余设备系统共享数据；软件远程自动升级；实现运行、服务的新模式。技术人员利用网络资源进行高级过程控制、优化生产工艺、管理和维护生产过程、提高设备利用率，最终提高产品质量，降低生产成本。美国MOOG公司且具有远程诊断功能的模块化的多轴伺服整机控制器TMC—4，基于PC的人机界面以及兼容IEC61131-3的开发环境，不但实现更高的闭环控制精度，而且客户可根据自己设备的特点及要求编写程序。

4 十二类功能化注塑机的技术发展现状及科学发展要点

塑料件行业的细分化推动了功能化注塑机的开拓和创新。

4.1 汽车塑料件注塑机的科学发展

功能化注塑机在实现汽车绿色化过程中担当着举足轻重的角色。70%以上的汽车功能化塑料件为注塑件。汽车塑料件注塑机成为功能化注塑机发展的一个重点领域。

4.1.1 汽车塑料件注塑机的功能细分化的科学发展［4］

汽车塑料件的品种繁杂化、功能及性能的多样化、更新换代的快速化、应用的拓展化，促进汽车塑料件注塑机的功能细分化的发展。

4.1.1.1 车灯注塑机的科学发展

车灯的型式千变万化，更新速度很快，其使用的高分子材料也在不断发展，注塑工艺不断开拓，推动了功能化的车灯注塑机的多品种的科学发展。

力劲科技集团三色车灯专用注塑机EFFCTAPT 1300V，主要用途是加工PC的前灯罩和PMMA的后灯罩注塑件。鉴于车灯由透明、黄色和红色三种颜色组成，过去需要三次工序完成，而使用PT1300V则可以一套模具一次完成，大幅提高生产效率和产品质量。PT1300V在多项技术上进行了创新和突破，譬如针对PC和PMMA的注射螺杆和机筒，研发出优良的相溶技术；设计专用的垂直旋转台，使中心转动系统成为一个关键部件；引进“一机双射台”理念设计了两个注射台，有助于单色或多色产品的转换生产等。获2013香港“机器及机械工具设计奖”。

富强鑫公司开发了中大型双色车灯注塑机及BMC灯壳专用注塑机。

4.1.1.2 PC汽车玻璃注塑成型加工

汽车玻璃塑料化，是节能环保、低碳经济、安全行驶的必然发展趋势。PC汽车玻璃是汽车安全发展方向，奔驰等高端汽车已应用，提高了安全性。如果现在欧洲路面上跑的汽车都采用PC材料替代车侧窗和后窗的玻璃，使汽车轻量化，仅此一项每年可节约21亿L燃油，每年可减少1 000万t二氧化碳排放。PC材料汽车玻璃注射成形，国际上只有极少数公司能制造，国内处于空白，对这一极有前途的专用化注射设备的研发，已成为当务之急。绝大多数展商的公司还无能为力。国内从模具、注塑机、成形工艺等还无法解决。

塑料车窗的共注射成型。PC具有优良的抗冲击强度，但其耐候性较差。而 PMMA正好相反，同时起到缓冲的作用。将两种材料组合起来能够达到理想的效果。共注射成型以PC为芯层、PMMA为外层的三层结构的车窗，分三次注射成型。通过控制界面间的黏接力，达到不同的抗冲击强度。共注射成型减少了生产工艺步骤，免除了与薄膜生产相关的处理成本，同时该方法还具有更大的设计自由度。保护窗体表面，提高抗刮擦性，同时提供一些附加功能，如阻隔热和光等。

4.1.1.3 汽车内饰件注塑机的科学发展

震雄公司开发了汽车内饰件的伺服动力驱动的锁模力650～2 600 t的大型注塑机系列，配置日本油研公司Yuken—ASR伺服电机驱动油泵系统，实现了节能环保、高响应速度、高重复精度，适用于汽车前端模组、门板、汽车仪表板、座椅底盘和座椅靠背等。

Engel公司大型两板机，具有多种注射-压缩成形工艺，成形无应力大型汽车薄壁件。Engel公司的把MuCell微孔发泡注塑技术运用于普通注塑机，开拓微发泡汽车注塑机，生产内饰件、发泡结构件、高度抛光组件，使得汽车内饰件注塑成型壁厚1 mm成为可能，同时可减少高达20%的组件重量，从而明显减少碳足迹。

4.1.2 汽车塑料件注塑机的科学发展要点

汽车科技进步日新月异，塑料用量的比例越来越高是最明显的特点，塑料件的功能性越来越复杂、壁越来越薄、重量越来越轻、强度和刚度越来越高，使用的塑料原料向复合材料、纳米材料方向发展，在形状、结构等方面不断科技进步。汽车塑化件在达到功能和性能的要求下，可用不同的成型工艺和成型设备来达到。开发最经济的功能化注塑成型加工技术达到最佳的性能、最低的成本、最高的效率的新技术，满足汽车绿色化塑料件的发展。积极开发低内应力注射成型、无应力金属注射成型、免喷涂复合注射成型等新技术、新设备。

4.2 医学医疗塑料件注塑机科学发展

高端的技术附加值较高的、精密的医学医疗料件注塑机被克劳斯玛菲（Krauss—Maffei）和耐驰特（Netstal）等公司垄断，国产的注塑成型设备只能从事附加值低、技术含量低的中、低端领域的医学医疗注塑件的成型。努力发展高端的医学医疗注塑件的成型设备成为当务之急。

注塑件在医学医疗领域的应用已日渐广泛。按成型的高分子塑料可分为热固性及热塑性两大类，主要以热塑性注塑件为主。

4.2.1 医学医疗注塑机的洁净化功能的科学发展

高端的医学医疗塑料制品都被要求在洁净室状态下进行生产。在全球范围内，根据ISO14644-1和GMP标准来确定生产环境和生产设备是否符合洁净室等级的要求，这些标准严格限定了特定尺寸微粒的污染和每个洁净室等级的病菌污染，注塑机及其外围设备都必须满足这些标准。而医疗和医药产品的产品规格则要求注塑机及所有外围设备必须符合FDA/GMP标准。按照GMP的要求，制订相应的医学医疗注塑机的标准，规范、明确医学医疗塑料制品成型设备的设计、生产、检测验收等的要求和检验标准。

医学医疗制品注塑机的技术要点是设备的洁净度，设备不受外界的污染、设备不对外界产生再生污染。

4.2.1.1 洁净化润滑系统

普通卧式注塑机的合模机构都有四根拉杆，弹性变形产生合模力，同时用作移动模板导向，拉杆上的润滑油不但易粘上环境中灰尘造成污染，而且在相对高速运行下易产生高温分解有害有毒气体对制品直接污染。封闭式的循环润油系统，避免了由于润滑油泄漏而污染产品。无润滑拉杆导向副，彻底杜绝了普通合模机构拉杆用作导向而润滑副带来的污染。箱式结构设计的顶针驱动减少污染产品的风险。

Krauss Maffei公司医疗瓶盖生产系统。主要性能特征是洁净和高产率。伺服电机驱动的Z型肘杆机构，减少了摩擦和润滑点，并采用循环油润滑的方式，使得这些润滑点被完全包封起来形成一个封闭系统，移动模板与拉杆无接触设计，完全杜绝了润滑油污染生产区域的可能性。

4.2.1.2 洁净化动力驱动系统

伺服电机驱动执行机构系统，动态响应性能优异，对成形参数的控制具有极高的应答反映速度，以洁净的运行方式，在高速、高效、精密、节能等方面显示出高端成形的优势，特别在洁净加工方面具有其他驱动形式无可替代的优势。水冷式伺服驱动电机，可避免气冷时形成的涡旋气流而产生污染。ELION注塑机使用了囊式水冷的伺服电机，确保溅射现象和微粒散发等问题不会出现，又节约洁净室处理的生产成本。

4.2.1.3 快速注塑功能化模具

快速注塑模是融激光、材料科学、信息与控制技术等一体的高新制造技术，近年来在医疗行业的应用越来越广，适应患者个体、特殊的快速响应的人造塑料器材的需要。将传统注塑模制造方法所花的时间由几个月缩短到几天。

4.2.1.4 医疗制品的功能化热流道

Mold—Masters公司根据不同的医疗制品开发不同结构形式的热流道，例如，Accu—Valve阀式浇口热流道适应于精度要求高且形状精确的医疗制品，Melt-Disk热流道适用于细长医疗制品。

4.2.1.5 无菌注塑生产系统

医学医疗注塑件的特殊性，要求主机厂商能够提供可实现洁净生产的全套注塑生产线，包括注塑机、洁净室及周边设备等。主机厂商与其他相关设备厂商展开广泛的联合开发和制造，共同研发医疗产品无菌注塑生产线。

4.2.2 医疗塑料件注塑机的功能细分化的科学发展

近年来，功能专用化是医疗塑料件注塑机的科学发展的主要特点，体现了以制品为目的开发功能化注塑机的科学发展理念。

4.2.2.1 医疗芯片实验室“底层”注塑机的科学发展

功能细分化注塑成型加工在医学医疗领域发展迅速，医疗芯片实验室“底层”注塑机为其中的一种。

阿博格公司研发的电动变位机筒式注塑机，专用于芯片实验室“底层”成型加工，600 kN的锁模力，并配备了最新的小型70注射装置和z—Microsystems公司的两腔模具，符合GMP标准，并配备了空气清洁模块，满足了微流控芯片领域对模具和设备精度的严格要求，在医疗技术领域中具有独特优势。成型加工的芯片实验室中所谓的PC材料的“底层”，质量为3.264 g，一次注射量为7.98 g，周期时间为24 s。“底层”搭配“顶层（包含用于输送液体和显示结果的芯片）”，即构成了芯片实验室。

4.2.2.2 PET采血管注塑机的科学发展

博创机械股份有限公司2014年成功推出了PET采血管注塑机。拉杆不作移动模板导向，移模采用滚珠线性导轨，模具区无润滑污染，达到医疗行业的洁净度标准。挤注塑化注射机构，实现低温、均质塑化；伺服阀控制系统的单缸一线式注射机构，提高动态响应速度；纳米红外线加热系统，降低热惯性；超高刚性的锁模结构，提高模具平行度的精度及稳定精度；全封闭的合模部件，减少外界的粉尘污染；排接式磁感应位移传感器，提高位置检测精度及响应速度；在线监控并有过载保护的锁模力监视器，实现高精密直压锁模。

4.2.2.3 一次性注射器针头保护套注塑机的科学发展

奈斐耐驰特公司应用于医疗领域的ELION注塑机，和机械手、原料输送系统、模温机、冷水单元等周边设备构成一个完整的一次性注射器针头的生产单元，使用瑞士Schöttli公司提供的64腔模具，其在洁净室工作环境下的生产周期小于6.5 s。应用瑞士ef cooling Ernst H. Furrer公司的囊式水冷伺服电机，确保溅射现象和微粒散发等问题不会出现，从而节约洁净室处理器的生产成本。制动能量被回收到能量循环中，再用于设备的其他功能，实现低能耗。与传统的驱动系统相比，最多可节省高达70%的能耗。同时，ELION备有闭环控制成型工艺，以保证产品的质量，把废品率降至最低。

4.2.2.4 医学医疗薄壁精密件注塑机的科学发展

薄壁精密塑料制品在医疗人工器官上得到越来越多的应用，薄壁精密注塑设备已成为医疗塑料制品成型新的研究热点。注射速度1 000 mm/s、注射压力300 MPa的大功率注射普遍应用于薄壁精密塑料制品的加工。

薄壁精密成型模具与常规制品的模具相比，从结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都发生了重大变化。薄壁注塑成型的填充时间很短，很多填充时间不足0.5 s，在这样短的时间不可能遵循常规的速度、压力曲线，因此必须使用高解析度的微处理器来控制注塑机；在整个注塑成型过程中，应同时各自独立地控制压力和速度，常规注塑机的充填阶段用速度控制，保压阶段再转为压力控制的方法已不适用。注射机的启动与制动（加速、减速）性能应与注塑速度相适应。

4.2.2.5 药瓶注吹机的科学发展

药瓶注吹机实现塑料药瓶生产全过程中与人手的“无接触”，从而确保药瓶的卫生洁净性能。

注吹中空成型的瓶口平整度高，瓶壁壁厚均匀，特别是瓶口与瓶盖间有很好的密封性能，能达到防止塑料瓶内的药品气体的挥发和外部气体向瓶内渗透的性能要求，从而使得这种瓶子完全符合药品包装的特殊要求。

药瓶注吹设备是把注射塑化机构与立式吹塑机构结合起来，主要用来加工HDPE、PP原料的药瓶。熔融料经注射后，熔融料经过型坯定型—吹塑两道工艺才成最终制品，注吹中空成型不能成型形状复杂的产品，且成型的瓶子多数容积较小（一般为10～800 mL）。

4.2.2.5.1 药瓶注吹机的功能化的科学发展

（1）高速注吹成型技术的发展

广西柳州精业机器有限公司推出的新一代“旋风”WIB系列双工位注吹中空成型设备，旋转驱动机构完成工位动作的切换，实现了注射塑化和吹塑两个工位同步工作，液压系统采用变量泵节能系统，部分配合伺服驱动系统，是主机在不增加能耗的同时，将生产效率提高约50%，并使单位产品成本降低50%以上。该公司自主开发了国内首创的“复合芯”技术，将实心芯子阀杆设计为空心，使冷却煤质能够在芯模内部形成循环，不仅起到调节模具温度的作用，同时还能完成吹排气的功能，缩短了吹瓶成型时间，拓宽了原料的使用范围。江苏维达机械有限公司于国内率先开发成功1步法3工位注吹中空成型设备，近年来更是以每年推出100条生产线的规模高速发展。

（2）注吹模内贴标技术

模内标签有别于传统标签包装的工业绿色化革命，同时适应绿色环保包装、产品防伪包装的发展趋势。模内贴标把标签在模内高温下与吹制的容器熔合为一体，减少生产工序结合自然，具备防水、防油、防霉等特性，在各种恶劣环境下，不易脱落，而且商标更美观；在瓶标中植入二维码，将手机终端与瓶标相结合，能够将更多信息传递给使用者手中；标签与制品可以同时回收，简化了再生过程，兼顾了环境保护，这与现行倡导的环保主题是相一致的。江苏维达机械有限公司与日本YUBO公司等单位合作，成功实现了模内贴标技术在注吹机上的应用，可在10～800 mL容积的扁瓶、圆瓶、方形瓶、椭圆形瓶上模内贴标，贴标时间为1.8～2 s，提高了药瓶标签的卫生状况及周期寿命。

（3）功能化检测技术

Amcor公司红外视觉在线检测系统，不仅可以检测成型瓶子内、外部的尺寸变化和污染情况，甚至还可以检查出瓶壁中的污染物。

4.2.2.5.2 药瓶注吹机的科学发展要点

信息元件植入技术。医药瓶信息化是发展的方向。药瓶含有信息元件，进一步提高了防伪功能及提供更多的信息，如何克服注塑型坯高温及吹胀工艺的影响，保证信息元件的植入，是目前迫切需要解决的实际技术。注吹机制造企业应与信息研究、医药等相关单位组成产业联盟，共同研究。

药瓶高性能化。注吹成型与塑料发泡技术结合起来，研发物理微发泡的药瓶，提高药瓶及药物的保温、抗冲击等性能，同时实现容器减量化、减少塑料原料的耗用量。

4.2.2.6 医疗培养皿注塑机的科学发展

医疗培养皿用于从光学角度分析微生物和细胞，必须具有较高的透明度、透光率及平整的地步，生产过程中严禁手动干预。Engel公司与德国Hekuma 公司、法国Castelnaudary Plastisud 公司合作，研发的vistory 1350/300医疗培养皿注塑系统，全电动的动力驱动、无拉杆的合模机构保证了成型的洁净度，注塑机与机械手使用同一数据库，并精确协调两者的运行顺序，机械手可在开模过程中进入模具区，有助于缩短周期时间；采用全自动成对脱模，并进行组装、堆叠和打包，隔绝了手动干预。

4.2.3 医学医疗塑料件注塑机的科学发展要点

医学医疗塑料件注塑机精密化、小型化。器官类、手术类、测试类等医疗塑料制品应用领域的扩大，微型化、精密化的医疗塑料制品迅速发展，复杂的集成式医疗器械，如吸入器、胰岛素计量笔等，由复杂的、且能完成特定功能（如存储、雾化和计量）的多个精密部件组装而成，对塑料结构件之间的配合精度以及相互之间的作用力要求很高。

高速高效成型。注射器、滴管、瓶盖这类一次性医用产品的用量非常大，因此要求注塑生产周期短的功能化注塑机。采用多模腔、短循环周期来满足生产要求。

4.3 功能化全电动注塑机的科学发展

全电动注塑机是一种高动态响应性能的高能效的功能化注塑机。根据注塑工艺要求，进一步提高其成型功能的科技含量，实现不同的高新技术的注塑成型功能。

4.3.1 功能化全电动注塑机的功能化机构及系统的科学发展

全电动注塑机在机构、结构、控制、伺服电机的选用等方面按成型对象的要求，进行功能化的特定开发。

4.3.1.1 高速注射功能的科学发展

功能化全电动注塑机的高速注射功能的技术关键是提高伺服控制系统的动态响应性能，包括伺服电机及其控制系统。

日精树脂工业株式会社的新ELJECT NEX系列全电动注塑成型机。同行业中最快射出扫描时间100 μs（新控制装置TACT）的超高速控制，从而实现了高精度、稳定成形。提高了工艺控制、V-P切换控制的应答性能、再现性能， 发挥高速成形的威力。

4.3.1.2 精密合模机构的科学发展

日本东洋金属株式会社的SI-IV系列全电动注塑成型机是对原旧机型的存在缺陷，改进提高，开发的新一代全电动注塑机。新式V形高压锁模装置产生的移动模板中央压缩效果和最佳的模具安装盘形状相辅相成，移动模板的受力形式等同与直压式合模机构，使模具形成全面均等锁模力，减小了对模具精度的影响，缩短连杆长度及滚珠螺杆行，缩短开关模时间。Si-IV采用了全新设计的高速顶针，除大幅度提升了顶针最高速度之外，还达到了缩短加、减速时间和顶出时间的目的。

日精树脂工业株式会社精密成形的新锁模装置“Flat Clamp”，降低模板挠度，提高锁模力的均度。提高肘杆销、可动板滑座等滑动部位的高刚性、耐磨性，长期保持高精度开模、锁模。在容易承受负荷的射出轴上配备新开发的液体润滑式滚珠丝杠， 实现了长期保持精度和高耐久性。

4.3.1.3 高动态响应系统的研发

日精公司NEX系列全电动注塑机采用自行开发的Tact控制系统，系统中包含保压压力、合模压力以及模内工艺控制等标准控制程序，系统扫描时间为0.1 ms，可使注射压力波动降低50%，空运转周期比以前减幅35%，注射速度提升40%，从而实现了高精度、稳定成形，提高了工艺控制、V-P切换控制的应答性能、再现性能，发挥高速成形的威力。

日本东芝全新EC-S全电动注塑机，把动态响应时间只有15 ms、加速度达到6.8 G的最高端的交流伺服电机运用到注射驱动上，达到高速微注射成形，保压压力可达到注射压力，注射速度可达到500 mm/s。

4.3.1.4 熔融质量精密控制技术的科学发展

功能化全电动注塑机实施精密成型，精密控制熔融质量是技术关键。传统的熔融质量的控制是控制塑料原料在机筒中的塑化质量，即控制塑化的转速和加热温度的两个技术参数，未考虑到射出因数对熔融体质量的影响，不能适应精密成型技术的发展。

熔融质量是指熔融料射出喷嘴的熔融质量，主要涉及到塑料原料在机筒中的塑化质量因数和射出因数。

温度是熔融质量的直观反映，温度的变化会直接影响到熔融体内部的压力及密度。熔融体射出喷嘴过程中，受到射出压力和速度的两个因数的影响，温度并不是一成不变的，有时可能出现上百度的变化，熔融质量产生严重的波动，影响到射出计量的精度。精密控制熔融体的射出温度，才能达到精密控制熔融质量。

4.3.2 功能化全电动注塑机的功能细分化的科学发展

功能化全电动注塑机的主要加工对象为高端的工程塑料件。基于全电动注塑机的特有的成型功能，进行分类，创新创造，实现高端的功能化的塑料件的功能和性能。

4.3.2.1 导光板注塑机的科学发展

超薄化、低应力化达到提高光学特性是导光板的科学发展方向。日本住友公司采用注射—压缩成型工艺的功能化全电动注塑机实现了这一目标。SE180EV—C330GP全电动导光板注塑机，注射加速度达到9.3 G，注射速度从0跃升到1 000 mm/s，仅需8.7 ms；压缩成型用的高动态响应锁模装置，锁模力从0达到额定锁模力，标准的动态响应时间42 ms，高灵敏的动态响应时间31 ms，提高压缩工序的精密定位的精度；专用的高刚性锁模装置，改善了浇口的毛刺及导光板的厚度偏差。成型实例：7英寸导光板，厚度0.38 mm，重量10 g，注射压力94 MPa，1模2件，成型周期25 s。如用普通的注射工艺成型，模流分析表明，注射压力需413.677 MPa，而且成型的产品的内部应力大且相差很大，光学性能达不到要求。

全电动注射—压缩成型与模内修饰相结合。可进一步清除光学件上由模具表面区域形成的废边，以及进一步减少双折射以提高产品的光学性能；由于在整个压缩过程中，绝大部分时间是处于稳定的压力状态，可对临界几何形状的收缩和保压之间进行平衡。例如对于液晶显示器覆盖板来说，应用这种技术可以增加光的传输量4%。即可以从原来的最大传输量92%，提高到96%。

4.3.2.2 厚壁光学透镜注塑机的科学发展

塑料厚壁光学透镜注塑成型是科技含量较高的成型技术。传统的厚壁光学透镜的注塑成型，为消除成型产生的内应力，构件在模腔内冷却的时间超过2 min，以达到成型产生的内应力全部释放，整个成型周期约需3 min。

阿博格公司与Weber公司合作，在一台Allrounder 520A“L”型双组分全电动注塑机上配备Weber公司创新的多时段旋转厚壁光学透镜模具，组成厚壁光学透镜注塑机，实现高效率生产。全电动注塑机的精密的注射量的控制性能，在厚壁光学透镜的精密注射量控制的成型工艺中得到了发挥。

多时段旋转厚壁光学透镜模具设有3个注射工位、4个冷却工位及1个取件工位。8个工位按45°分割。模内进行3次3层的逐步增厚的注塑，4个冷却工位同时进行。制件在第一注射工位经立式注塑最厚的基座后，在后续3个工位逐步冷却，消除了首次注塑产生的内应力；在第五工位，制件表面经卧式采用同样的材料注塑较厚的第二层，然后进入第六冷却工位，消除了第二次注塑产生的内应力；在第七工位，制件表面再次经卧式采用同样的材料注塑最薄的第三层，制件在第八工位被取出。成型周期时间由180 s缩短至55 s。

4.3.3 功能化全电动注塑机的科学发展要点

超高动态响应性能的伺服电机及其系统的开发。国内全电动注塑机用的伺服电机的动态响应时间一般为50 ms，同比日本、德国等发达国家的10～15 ms的超高动态响应的线性伺服电机的性能相差较大，成了国内开发超高注射速度的全电动注塑机的瓶颈。

功能化的高性能控制技术的研发。东芝机械制造有限公司EC-SX智能化全电动注塑机，采用了东芝机械最新型的处理控制器，能够更精确地控制注塑机，而运算速度提高了40%。自行研发的智能化DST控制软件用于控制注射 和合模过程，可保持加工稳定性，保证每个部件的重量偏差维持在非常低的水平，在使用再生料进行加工的情况下其优势特别明显。东芝机械制造有限公司为防止智能化DST控制软件外泄，DST控制软件仅限在日本国内使用。

4.4 包装制品注塑机的科学发展

为适应塑料包装的发展，包装制品注塑机成为注塑机的一个细分市场，近年来成为研发的重点。包装制品注塑机按制品的功能、性能等要求，又细分为不同功能的专用化注塑机。

4.4.1 包装制品注塑机的功能细分化的科学发展

注塑成型的包装件的品种多且排量和数量度很大，功能细分化更能提高包装件的生产效率及节约资源型的降低生产成本。

4.4.1.1 高速薄壁注塑机的科学发展

塑料包装容器向薄壁化方向发展，以节材节能的发展趋势。例如用于食品包装的PP碗盒的壁厚由往常的0.6～1 mm减薄制0.3～0.5 mm，节约了约一半塑料消耗。

富强鑫集团以“节能、高效”为主题，聚焦于包装行业的产品运用，A-PACK 新一代模内贴标生产系统，生产薄壳饮料杯。该系统的生产效能更加提升，并进化为真空与静电两用之供标模块，适用于不同生产需求。整套系统包括：AF-200高速闭回路油电复合式精密射出机、1模4穴饮料杯热浇道模具、侧取式高速供标系统及成品取出系统，生产周期约5 s，一套系统若每日24 h不停运转，估计每月可生产200万个成品。

伊之密精密机械有限公司高速薄壁快餐盒叠模成型生产线（UN320SC）的主要特点为一体化解决方案，提供了“供料、成型、取出、堆垛和打包”的自动化生产，可提高效率、节省成本和便于管理。UN320SC国内首创的一出4腔叠模薄壁饭盒成型，单个质量为20 g，成型周期在5 s以内，体现了高效生产的系统特点。

ARBURG（阿博格），是全球领先的注塑机生产商，所生产的注塑机锁模力为 125～5 000 kN。用于包装行业的ALLROUNDER 570 H，其配备了伺服电子锁模单元，带蓄能器的液压注射单元和伺服电子预塑。All-rounder 570H 薄壁注塑机，锁模力2 000 kN，配双模腔模具，成形36.5 g的薄壁快餐盒，成形周期仅为4.3 s。

4.4.1.2 PET回料—瓶坯的再生成型的注塑机的科学发展

赫斯基公司开发的全球首款可大量采用食用级再生PET粉碎料生产瓶坯的注塑系统，在线溶料过滤可防止出现可能影响瓶体质量的黑斑和其他污染物；全新的挤出塑化设计能够更好地处理颗粒与粉碎料的混合物，从而解决了使用再生PET粉碎料生产PET瓶特定的技术难题。HyPET RF300注塑系统，配一副72腔的模具，对含有50%新料和50%再生粉碎料的混合料进行加工，以10.5 s的周期生产34.7 g的EcoBaseTM瓶坯。

4.4.1.3 多结构多形式瓶坯注塑机的科学发展

传统的瓶坯注塑机的整体结构都为卧式塑化注射和卧式合模。

Krauss Maffei公司的 PET Form 立卧式注塑机，立式合模机构，电液混合动力驱动。卧室注射塑化机构，独立运行的伺服电机驱动高效塑化性能的HPX螺杆的塑化机构，进一步缩短了循环周期。瓶坯能够在重力作用下落到下面的抓取装置上，快速移出模具工位处，缩短了循环周期。配备一副96腔模具，生产重27 g的0.6 L 的PET热灌装瓶坯，循环周期仅27 s。

4.4.1.4 高效节能瓶盖注塑设备的科学发展

瓶盖生产周期越来越短，一次成型的瓶盖个数越来越多。

（1） 群腔瓶盖高速注塑设备

群腔瓶盖模具是实现高速瓶盖成型的关键。群腔瓶盖模和高速注射机向结合，实现高效生产率。群腔瓶盖模具的热流道技术是群腔瓶盖模具的技术核心，瓶盖轻量化的水平取决于群腔模具的整体技术水平。成型的速度取决于瓶盖注塑机的整体技术水平及原料的流动性。

赫斯基公司的HyCAP海盖普瓶盖注射系统，系统的注塑准确性和热流道的平衡性减少了产品重量的差异，改善了工艺窗口限制，72腔的系统能够以2.5 s的注塑周期生产重量不到1.0 k直径为26 ms的瓶盖。住友德马格一台EI-Exis SP420-3000液电复合驱动高速瓶盖注塑机，其配备用于生产直径28 mm、重量1.2 g瓶盖的96腔模具组成的完整单元，螺杆长径比25∶1，成型周期仅不到2 s。Engel公司与法国Plastisud公司合作，研发了Green Cap瓶盖注塑设备，设备同比于市场的同类设备，节约能耗约50%。Sumitomo机械公司与Plastisud公司合作，研发了法国道达尔公司的96腔HDPE瓶盖注塑设备，塑化螺杆为长径比25的特殊的反混屏障型螺杆，生产周期1.3 s，每小时生产重1.3 g的螺纹瓶盖19万个，一年达到15亿个。

（2）多层多腔瓶盖注塑模

陕西国防工业职业技术学院通过分析早餐杯密封盖的结构、材料、成型等特征，自主开发4（层）×8（腔）的叠层注射模具，可在相同或更短的时间内制造更多更好的产品，提高了生产率，降低了产品成本。运用了CAE对模具的成型性能分析，优化模具的成型工艺性能，预测塑件的成型质量；模具结构采用多层叠组合活动型芯和型腔，定距开模，推件板强制脱模机构， 整套模具结构合理，动作可靠，制品脱模顺利，生产的塑件精度高，产品完全达到客户要求。成型早餐杯密封盖，材料为HDPE，塑件呈圆形浅腔，直径为Φ60.00 mm， 侧壁带有一条截面半径为R=0.8 mm的半圆凸台，要求上下表面均光滑无痕，一般精度等级MT6，第一层的填充时间为0.8 448 s，最后一层即第四层的填充时间为0.9 093 s。四层叠层注射模具同比单层模具的生产率高五倍以上。

4.4.2 包装制品注塑机的科学发展要点

节能、环保、洁净、节材、智能控制等是包装制品注塑机的重点研发的绿色技术。

轻量化、减量化、双物料模内组装是瓶盖注塑机的功能发展方向。

瓶盖与瓶体的清洁度的密封副至今还未有令人满意的结构，研发瓶的清洁度的密封副，进而研发加工的全套解决方案。

4.5 功能化立式注塑机的科学发展

普通型立式注塑机在20世纪80年代初的发展速度很快，经济效益也很可观，后来走向衰落。台湾功能化的立式注塑机进入国内，适应国内电子、电器行业发展的需求，立式注塑机从21世纪初开始进入第二个发展周期。

4.5.1 立式注塑机的功能细分化的科学发展

立式注塑机由通用化走向功能化，功能细分化在立式注塑机上最能体现出来，各种形式的结构、控制、加工工艺等，简直是琳琅满目，例如注塑功能有：LED支架、BMC、LED连接器、伞骨机、酒瓶塞、空滤、电子线缆线束、LSR、高尔夫球、牙刷、拉链等；结构形式有：“C”型无导柱式、立卧组合式、转盘式、圆盘式、单滑板式、双滑板式、双色注塑式、单工位式、双工位式、立锁卧射式、立锁立射式等；动力驱动形式有：气动式液压式、电动式、液电组合式等。杭州大禹机械有限公司以高效、节能、经久耐用为设计理念， 全面展开个性化、专用化匹配的高端技术解决方案，坚持绿色环保低碳理念，向智能化方向发展，坚持走科技创新之路，通过不断引进先进技术和自主创新，根据广大客户的不同需求进行针对性的开发与运用，提供最佳的产品和技术，2009年成功推出亚洲首台650 t的联动锁模伺服转盘节能双色立式注塑机，功能化的立式注塑机达到21个品种，并且还在不断开发，引领立式注塑机行业发展。2009年，深圳市德润机械有限公司率先推出半自动全自动E27节能灯头专用机，国内的六大灯头厂均是该公司的长期客户；粉末成型立式注塑机，适应陶瓷粉末、钨钢粉末、磁铁粉末、铝铁粉末、MIM粉末等注射成型。

4.5.2 立式注塑机的高速高动态运行性能的科学发展

Niigata的MDVs-IV 和MDVRs-IV立式圆盘电动注塑机（锁模力550～1 100 kN）配有新开发的软件，能提高注射速度、反应灵敏度和注射精度，切换或转盘的反应提高了20%，操作台振动降低了20%。A U.S.的ET-90HR4 全电动垂直合模、水平注射，四工位1 s左右旋转90°。Toyo/Maruka 900 kN锁模力的立式电动注塑机ET-90VR2连接在一个45 t重的模头，允许操作工为不同模具设定不同的注塑过程。

4.5.3 功能化立式注塑机的科学发展要点

智能化立式注塑机的发展将会明显提高立式注塑机的运行稳定性和可靠性，有力地提高塑料机械高质量、高效率、低损耗的生产能力，并为实现无人车间、无人工厂提供坚实的技术基础。

超大型立式注塑机的研发。由于工程塑料发展特别是结构泡沫塑料等在汽车、机械、大型家用电器、建筑、宇航、船舶等工业部门的广泛发展和应用，立式注塑机转向大型化。超大型立式注塑机的研发目的成型卧式注塑机无法成型的塑料件，或成型相同的塑料件，但在经济效益上明显高于卧式注塑机。超大型立式注塑机并不等于具备超大的锁模力，而是具有降耗节能、节约高分子资源等绿色技术性能的成型超大型塑料件的成型能力，设备结构上仅体现出立式锁模的型式。

4.6 注射-膨胀注塑机的科学发展

注射-膨胀成型工艺是目前世界上最高端的注塑技术，主要靠气孔的膨胀来填充制品，并在较低且平均的压力下完成制件的成型，同比相应的实心件的重量轻30%，高光滑无流痕的表面质量。

注射-膨胀成型可分成三个阶段。

首先，将超临界流体（CO2或N2）溶解到热融胶中形成单相溶体，并在一定的恒定压力下保持下来；然后，通过开关式射嘴将单相溶体射入温度和压力较低的模具型腔中，形成微发泡产品。由于温度和压力降低引发分子的不稳定性，从而在制品中形成大量的气泡核，这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞。发泡后的制品的表层还是未发泡的实体层，这是由于模具温度较低，表面树脂冷却迅速，细胞核没有成长的时间而导致的。注射—膨胀成型工艺不需要依靠机器的不断保压，即可实现熔体的顺利填充，因此大大减少了产品的内应力，并保证了产品不同位置的平均收缩，有效提高了产品的尺寸稳定性，还显著减轻了制品的重量，消除了飞边。

4.6.1 注射-膨胀成型技术的科学发展

Trexel公司的“Micelle”微发泡成型工艺是最广泛应用的注射—膨胀成型技术。该工艺所配备的模具不需要进行反复精调，只要在运行正常的情况下，就能够保证注射成型的质量。广泛用于欧美汽车配件行业以及高端电子产品行业。此技术大大提高良品率，产品不易变形，可以将制件的生产尺寸精度控制在0.01～0.001 mm之间，有时甚至能够达到0.001 mm以下。并可节省6%～12%材料，缩短15%～40%注塑周期时间，以及降低30%～80%的锁模力要求。对大型化及厚壁产品则更可以显现发泡的效果来节省材料。发泡技术使保压压力大幅度降低，因此简化了模具设计，从而降低了模具的成本。

4.6.2 注射-膨胀注塑机的功能特色化的科学发展

物理发泡技术与发泡模具的循环加热技术以及基于模具高精密开启的泡沫膨胀技术相结合。

台湾联塑机械有限公司的高精度微孔物理热塑性塑料注塑的新工艺采用了物理发泡技术，使用氮气或二氧化碳作为添加气体，发明专利的无间断进气压缩技术，保证气体均匀进入融化塑料内。均匀塑化的含气融化塑料进入恒压储藏室，之后到达射出料管内然后通过专门阀控制注射入模腔，并防止原料过早溢出，有效保证整体发泡过程。因为原料和模具初始温度降低，导致冷却时间缩短。很好的保证了产品表面与边缘的固定成型。因瞬间发泡定型，因此无需保压过程，因此除了可以缩短成型周期与节省能耗外，更可以因为降低内应力而避免对材料特性产生破坏。

震雄超临界超微发泡注塑系统。结合了震雄“Ai”系列全闭环高速注塑机、SPS3300欧洲标准高速电脑控制器、以及Trexel公司之专利“Micelle”系统。全机采用穆格公司的高速/高精度/高响应伺服系统，配合最精确的传感器反馈，使射胶、保压及背压俱达到高伺服级数的表现，注射速度达500 mm/s。

4.6.3 注射-膨胀注塑机的科学发展要点

（1）模具开启的精密定位的动力驱动机构及控制技术。精密模温控制技术。

（2）国内还无“Micelle”系统，只能与Trexel公司配套。

（3）拓展应用领域。注射—膨胀成型可较大幅度降低注塑件重量，对航空、交通等行业实现减量化具有极大的科学发展空间。例如，飞机及高铁的塑料座椅采用注射-膨胀成型，重量降低30%，可大幅降低燃料油、电力的消耗，降低CO2的排放量。

4.7 功能化超大型注塑机的科学发展

超大型注塑机走向功能化，更能体现出节约资源、资源再生利用、节能降耗的绿色化，降低塑料件的制造成本，推广超大型塑料件的应用。

根据以最少的资源投入来达到既定的目的，进而从源头就注意节约资源和能源、实现低碳排放的绿色成型加工要求。

4.7.1 功能化超大型注塑机的功能细分化的科学发展

超大型注塑机装载功率大、能耗高、投资大、资源消耗大。超大型注塑机实现功能化的目的，通过技术的创新创造，同比通用型超大型注塑机，达到成型同样的超大型塑料件，装载功率低、能耗低、投资小、资源消耗低。

4.7.1.1 大型塑料垃圾箱超大型注塑机的科学发展

垃圾分类的环保业的发展，大型塑料垃圾箱的应用前景广阔。目前242 L的塑料垃圾箱已普及应用，600 L、1 000 L、2 200 L的3种塑料垃圾箱也将获得推广应用。大型垃圾箱的结构型式，唯由注塑成型才能达到要求。塑料垃圾箱的附加值不高，设备的投资成本高，如242 L的垃圾箱，28 000 kN锁模力的通用注塑机才能达到成型加工要求，而这种规格的通用注塑机及模具的投资需约500万，设备装置功率约450 kW，加工企业需进行电网扩容才能满足动力要求。如成型600 L、1 000 L、2 200 L的塑料垃圾箱，如按标准化式的注塑原理开发注塑机，设备的制造成本很高，制造的技术难度很高，例如，成型2 200 L垃圾箱的模板的外形尺寸约4 m×4.1 m，对于制品成型加工的用户的投入太高，难以接受。注塑成型大型塑料零件箱的设备唯有向功能化发展，才能降低成本，提高用户的经济效益，推动环保事业的发展。

大型塑料垃圾箱超大型注塑机的研发重点是开发新工艺达到降低设备成本及装载功率。天津市岱曼得科技发展有限公司根据242 L垃圾箱的成型特点，开发具有特殊加工能力的15 000 kN锁模力的注塑机，整机装载功率200 kW，其中液压动力驱动系统的电机功率仅37 kW、塑化电机功率45 kW，整机重量33 t，整套设备包括模具的制造成本仅200万。多点热流道注射，降低了塑化熔融温度，达到降低制品冷却时间；注射速度达到5 000 cm3/s；塑化不占用成型周期时间。成型周期6 min。容模宽度不受限制，可以安装600 L垃圾箱模具，注射容量可满足600 L垃圾箱21.6 kg重量的要求。通过增加模外热流道注射点，达到降低锁模力，同时在模具上增加锁模器数量，提高锁模力，可达到600 L垃圾箱的模具锁紧要求。根据此锁模原理，可满足40 000 kg重量以下的普通精度的塑料制品的注射成型。挤出塑化及柱塞注射，降低了对成型原料流动性能的要求，可注射混有较大比例回料的原料。整机重量为成型同类塑料垃圾箱的通用注塑机的1/4～1/5，大幅降低了资源利用，减少了碳排放。

4.7.1.2 杂混废塑料回收利用的注塑成型设备的科学发展

绝大多数废塑料为含有ABS、PP、PS、PE等不同成分的杂混型，使杂混废塑料能再生高强度复合基塑料原料方面取得突破，回收利用成型市场急需的特定的塑料制品，成为“无害化、减量化、资源化”的绿色化塑料工程的科学发展的重要组成部分。泰瑞机器股份有限公司瞄准这一领域，2013年与高校联合开发出挤注复合成型的超大型注塑系统，解决了杂混废塑料复合材料回收中性能不同的多种树脂材料复合混炼的技术难关，直接注射成型为大型托盘、连体阴井等新型产品，达到高效处理和高附加值的绿色化应用，带动了包装、运输、能源、建筑、市政环卫等行业的科学发展。

创新创造废料回收再生的复合注塑成型技术，实现资源永续利用，降低超大型注塑件的成型加工成本。运用注射—压缩、气体发泡注塑、废旧料在线混炼增强注塑、注射-模压等成型加工工艺及其组合于超大型注塑件的复合成型加工技术。德国MBM机械曼多夫股份公司的LCM 15050超大型注塑机，把注射-压缩和废旧料在线混炼增强注塑的两中工艺结合起来，将预先选好的废塑料经输送带送入破碎机，破碎料和玻璃纤维在混炼箱中被切断并和破碎料混合压实，混炼料进入挤出机塑化混炼并排气，在供应给注塑装置中，熔体进入部分关闭的模具中，注射结束，模具完全合紧，压实模腔中熔料，使材料均匀分布，终成品冷却后取出模腔。

4.7.1.3 注射-压缩成型超大型二板注塑机的科学发展

注射—压缩成型是一种低压注塑、直接降低成型锁模力的低能耗成型技术。

纵观国内研制的超大型二板注塑机，在结构原理、成型加工的工艺等方面没有突出“超大型”注塑机的特征，仅在锁模力的超大化、加工能力超大化上做文章，在锁模力上比“超大”，拼的是金加工的制造水平，而不是围绕超大型制品绿色化可持续发展上进行设备的机构、结构、成型加工原理及工艺等方面进行“智慧”的创新创造，设备只能实现超大型制品的塑料化，不能实现超大型制品的绿色化。

二板注塑机是一种功能化注塑机。移模行程不受机构限制，可设计为大行程合模机构，液压合模机构适宜于开发为实现注射—压缩成型，达到液压驱动的三板注塑机不可实现的节能降耗的绿色化功能和性能。ENGEL大型两扳机，具有多种注射—压缩成形工艺，成形无应力大型汽车薄壁件。加拿大HUSKY公司的低压注塑成型技术的二板注塑机，在锁模力只有传统技术1/3时，仍可高质量的保证制品成型，使机器的体积和重量都大幅度降低，在节能和制品成本控制方面都具有重大意义。

注射-压缩二板注塑机不同于普通的二板注塑机，主要区别是前者需产生一次合模力，其位置和一次合模力可调，二次合模的锁紧力小；后者只有一次合模的锁紧力，移模油缸仅需克服摩擦力，不需对模具产生合模力。

注射-压缩成型，大幅降低合模力，实现同比于三板机，以较低锁模力成型同类同规格的塑料件。降低成型制件的设备锁模力规格，也就大幅降低资源消耗和制造成本、降低用户投资。

片面追求普通型的超大锁模力的二板注塑机的开发，不是二板注塑机的科学发展方向，开发高端的注塑—压缩成型工艺的绿色技术是可持续发展的方向。例如，用40 000 kN锁模力成型出普通机需65 000 kN锁模力的产品，就是重大的科技进步。

4.7.1.4 多能化注射功能的超大型二板注塑机的科学发展

富强鑫公司32 000 kN多能化注射功能的超大型锁模力的二板注塑机，可实现单色、双色的两种成型加工，提高了市场适应性，2013年底出口巴西并投入生产。

4.7.1.5 长纤维塑料托盘注塑成型设备的科学发展

在2010年四月法国巴黎JEC®创新奖评选中，南非LOMOLDTM集团及其合作伙伴全力发、KHS Consulting cc公司（南非）、Addcomp Holland BV公司（荷兰）和Owens Corning 公司（美国）共同推举了一种长纤维增强热塑性塑料（LFT）托盘的专利设计，该托盘有17%的玻纤增强的PP注射成型，其所采用的获有专利的成型工艺有LOMOLDTM集团经过近10年的开发成功的低压注塑—压缩成型工艺，挤注塑化注射，是一种节能节材低成本的生产方法。南非LOMOLDTM集团主要从事塑料原料配混。

LOMOLD成型工艺充分利用了注射成型和模压成型的优势，以较低的剪切力和锁模压力，快速地生产出具有多种复杂设计特性的大型塑料部件，从而使得成型后的纤维长度能够保持在只有采用模压成型方法才能达到的水平。根据制品的复杂程度，其纤维长度通常在10～50 mm之间，而采用传统的注射工艺成型出的制品，其纤维的长度一般只有3～4 mm。由此可以生产出壁厚更薄、重量更轻、力学性能优良的制品，提高了制品抗蠕变疲劳性，有助于降低生产成本。

成型122 cm×102 cm重16 kg的托盘，注射时间7 s，锁模力1 800 t，成型周期70 s。负载1 300 kg，并在42 ℃高温下保持40 a，负载偏斜量9 mm，超过了负载1 250 kg、并在室温下保持30 a、负载偏斜量12 mm的行业标准。

模具。LOMOLD托盘模具由4 382个零件组成，重量近25 t。模具采用直径100 mm的中心大浇口，没有采用一般大型制品的热流道系统，不仅节省了模具制造成本，而且节省了材料及简化了控制系统，缩短了冷却时间（因为避免了浇口的冷却，而且长玻纤还有助于部件心部热量的散发）。单一浇口减少了熔接痕的数量。模具带有排气口，避免了气泡滞留在聚合物的分子矩陈之间而影响制品的内部及外部的气泡和锁孔等质量缺陷。

低压注塑，实现了较高的玻纤渗透率，从浇口开始可达到1 m长。在浇口处的熔体不会产生剪切热，可以避免使用热稳定剂，降低原料成本。

成套服务。客户可从LOMOLDTM集团购买LOMOLDERTM设备系统，预混有长度为25 mm的玻纤的LOMOLDENETM玻纤/PP粒料，可对设备的控制系统特别定制。

4.7.1.6 超大型管件（检查井）注塑机的科学发展

塑料管材的科技发展及推广应用，促进了管件（检查井）的发展。管件（检查井）管件其功能、性能及生产量，具有多种制造型式：压模成型、注塑成型、管材焊接成型、滚塑成型。生产批量大的管件（检查井）适宜注塑成型，主要考虑到注塑模具的成本。目前超大型管材的使用的最大直径规格为700 mm和1 000 mm的两种，指明了超大型管件（检查井）注塑机的成型加工的管件（检查井）的规格。

检查井的超大型塑料件成型加工技术参数及成型加工技术的创新是超大型二板注塑机开发的研发重点。设备的锁模力参数确定错了，即研发的大方向错了。超大型管件（检查井）都为厚壁件，注射压力80 MPa已能满足要求，降低设备及成型加工的制造成本是超大型管件（检查井）注塑机的科学发展方向，达到用户投资少、见效快。应用通用注塑机的设计理念及成型加工工艺是无法实现投资少、见效快的目标。制件的重量再大，锁模力也应控制在30 000 kN，才能降低设备的制造成本及成型加工的成本。

专用化超大型二板检查井注塑机的科学发展。德国Ettlinger 公司，根据超大型检查井塑料件的特点，科学确定二板注塑机的结构和技术参数，研发两种规格的超大型二板注塑机：锁模力20 000 kN、注塑容量130 000 cm3；锁模力30 000 kN、注塑容量160 000 cm3。占地面积仅为13.8 m×3.5 m。10 min内完成重量 90 kg的检查井的生产。塑化能耗低于每千克1 kW/h。根据检查井的壁厚大、冷却时间长的成型特点，采用直径70 mm挤出塑化螺杆，挤出率150 g/s，间断性工作。液压系统动力驱动系统为变量泵，达到系统的运动部件起动平稳和节能，制品冷却、保压的工序中，关闭变量泵。

国内研发的注塑成型加工检查井的超大型二板注塑机，锁模力60 000 kN以上的功能化注塑机，占地面积24 m×4 m以上。

科学发展要点。上述说明，成型同一种检查井，两种设备的制造成本、资源消耗、能量消耗、环境成本等天差地远，不可相比。加强对管件（检查井）的注塑成型工艺的研究，开发功能化的管件（检查井）注塑机，才能降低用户的投资成本及赢得市场。

4.7.2 功能化超大型注塑机的科学发展要点

科学发展理念更新。功能细分化是超大型注塑机的科学发展方向。超大型注塑机的开发不能走通用化的中、小型注塑机的系列化、标准化的理念。不论何种机构、结构、型式，具有基本注塑成型特点能成型加工超大型塑料件的注塑机即为超大型注塑机，锁模力不能作为超大型注塑机的衡量标志，衡量标志是超大型注塑件的成型加工的能力。

废弃塑料再生利用化。超大型注塑机的废弃塑料再生利用化是首要的绿色化功能。超大型塑料件对其内应力、尺寸精度等无特殊要求，实现废弃塑料再生利用的潜在的最有发展前途的领域。

4.8 多色多物料注塑机的科学发展

多色多物料注塑由传统的表面装饰功能向表面功能化/性能化的高科技方向发展，从低附加值向高附加值得领域拓展。

4.8.1 多色多物料注塑机的功能细分化的科学发展

电子信息化、医疗微创化、装饰绿色化等现代科学技术的发展赋予塑料件更多的功能及性能，多色多物料注塑机的功能细分化正是满足这种科学发展的需要。

4.8.1.1 模块化多色多物料注塑机的科学发展

仁兴（中国）机器厂有限公司研发了转盘式清双（多）物料注塑机、转轴式双（多）物料注塑机、双（多）物料混色注塑机。

百科机械有限公司LMT180-G II-2C L型卧式双色双物料注塑机，整机为模块化设计，两套独立塑化射出系统可进行多种组合搭配，伺服电机驱动往复转模装置，两套独立的比例压力/流量控制油路，精密半闭环控制，自主开发软件程序，以低能耗、高速度、高精度的特性享誉国际市场。

富强鑫公司开发设计的FB-1250R四色注塑机，拥有普通大型双色机的转盘结构以外，在侧方以及上方各有一组独立的射出单元，可作为双色、三色、四色的成型使用；机架与普通大型双色机共享；射出单元部件可和普通机共享，有单缸平行射出结构和L型射出结构的两种模块；生产以及备料过程可按客户实际需求客制化生产。

Krauss Maffei公司双物料注塑机能够生产出多种以不同方式组合了热塑性塑料、聚氨酯和弹性体材料的复合型制品。成套提供解决方案，包括模具、成形工艺，以及多种系统的组合方案。

4.8.1.2 多物料模内装配注塑机的科学发展

模内组装注塑设备是双（多）物料注射设备的特例。模内组装注塑成型是在模具内将各个单独的部件组合成一个整体，而不是在模具外部将各个部件通过扣合、焊接或粘结的方式组装。模内组装所用的设备与其他的多组分成型设备没有太多的不同，主要的区别是，模内组装将自动化操作和后续的操作步骤整合在了一起，具有能确保加工重复性和精度的闭环控制系统。

Engel、MGS等公司开发了应用于医疗制品的模内组装注塑技术。模内组装注塑最大的技术难度是模具，国内还无法解决。深圳玛格仕科技有限公司研发了可与注塑机制造商配套的模内组装系统。

4.8.1.3 多种结构的多物料注塑机的科学发展

塑化注射机构和合模机构的多种结构及两者之间的组合的多种形式，适应注塑件的功能要求。

ENGEL VICTORY的中小型多组分注塑成型机的组合形式分为“L”式 、“V”式和“piggyback”式。“L”形组合注塑装置易于接近，可以配合范围很广的射出单元。“V”形的垂直组合的立式注塑装置安装在机器定模板上，当更换模具时，它可以很轻松地沿水平方向被推开，射嘴中心的回位非常容易和精确。“piggyback”形叠加的组合的注塑装置（第二射出装置以一定的角度安装在主射出装置上面），构成一个节约空间的形式，可以在定模板安装机械手，实现了多组分注塑的自动化生产。

ENGEL DUO大型多组分注塑机 。“piggyback”型叠加的注塑装置组合：在设计和应用上完全等同于ENGEL VICTORY系列中、小型注塑机。Combi HM（H代表水平，M代表移动）基于两板模的巨大应用潜力，每个模板都配备一个水平射出装置，合模装置可能配备转盘也可能配转动模组，这样就可以非常理想地生产大面积， 两组件零件或用做两台注塑机。

4.8.1.4 双材料夹心注塑的注塑机的科学发展

双材料夹心注塑有利于提高节约资源、降低成本的厚壁件的绿色化科技含量。

特塑耐TWISHOT双材料夹芯注射成型系统，用一套螺杆机筒两套加料装置在一次操纵中同时塑化注射两种材料成型的制品，其中一种材料完全包围另一种材料的单个制品。内核材料可用废物循环利用，用新料包核，达到降低制品本钱。废物活动性差，所以采用强制加料装置。废物加料装置设置在机筒前段，固体料沿螺杆外周螺棱塑化，塑化的熔融料沿螺杆外周螺棱输送至机筒前腔。新料加料装置同通用注塑机，设置在机筒的后端，加进固体料沿螺杆外周塑化，塑化的熔融料进进螺杆中心内孔输送至机筒前腔。新料先塑化注射，内核的废物后塑化注射。螺杆不同于普通注射螺杆，为两段式螺杆，两段之间密封，无熔融料活动。

4.8.1.5 嵌入包覆注塑的注塑机的科学发展

嵌入包覆的表面二次注塑，实现由传统的表面装饰功能的多组分注塑向表面性能功能的转变。嵌入包覆采用热塑性材料包覆信息金属膜芯片，保护信息金属膜芯片的使用寿命及提高抗环境干扰能力，同时不影响信息金属膜的功能性能及操作性能。

在Chinaplas 2013展会中，恩格尔利用一台恩格尔duo 350 t注塑机配备回转板和模具生产带有敏感表面的汽车中控板。生产中，机械手将一个电容性、3D预成型的信息金属膜芯片放入模具中，用PC/ABS进行包覆的第一次注塑，制品回转1 800后，对第一次包覆的塑料表面采用聚氨酯第二次的注塑，以保护表面不受磨损并获得最佳视觉效果。传统的制造工艺往往需要100多个小零件的单个生产和组装，嵌入包覆使得功能性、预装部件一步成型，中控板的整个生产工艺的成本下降了至少30%。

嵌入包覆注塑在医疗领域有广阔的发展空间。电子医疗设备上的操作控制单元在所有的环境下都是一个严峻的挑战，特别手术中心等消毒/无菌环境，因为细菌和粉尘容易粘附，嵌入包覆在开关和按钮的连接点以及操作面板的控制旋钮的表面包覆特种功能塑料，达到实现医疗器具表面杜绝细菌和粉尘的粘附。

4.8.1.6 转盘机构的科学发展

转盘机构是多色机合模机构的特有的结构部件。富强鑫公司经过多年的潜心研究和技术积累，于2012年推出了具有国际先进水平的HB-1900R大型水平转盘机构，模具均衡挂载于中央转盘模壁两侧，无明显之重力与机构限制问题，得以实现大型双色件之成形量产工作，且免除了垂直转盘因模具置重而产生倾斜磨耗，导致运转不顺等问题，相较于垂直转盘，在相同大柱内距之下，模具可使用范围更大，填补了国内空白。

4.8.2 多色多物料注塑机的科学发展要点

注塑功能模块化在多色多物料注塑成型中更显示绿色化的优点。以单色/物料注射塑化为基本模块，实现双色/物料、三色/物料、四色/物料的组合功能，既降低了用户的投入，又为社会减少了资源消耗。

加强配套设备的研制。配套设备是实现多物料注塑的关键。深圳玛格仕科技有限公司研发了与注塑机制造商配套的多色多组份注塑模具转盘系统。

功能化工程塑料件。传统的多色多物料注塑多数应用于附加值低的日常生活塑料件，如牙刷柄、脸盆，这些多色多物料塑料件本身价值价格低，发挥不出多色多物料注塑的潜在价值，发展也受到影响。多色多物料注塑机只有向高科技含量的工程领域发展，才能充分发挥功能化的科学发展的潜力。

复合原料注射成型。复合原料指热塑性塑料与弹性体塑料的组合的注射成型；热塑性塑料与橡胶的组合的注射成型；热固性塑料与弹性体塑料的注射成型。这些新领域的注射成型技术有待创新开发。

4.9 功能化油电混合驱动注塑机的科学发展

功能化油电混合驱动指液压和电机的联合驱动。根据成型功能的特点，两者组合的型式有多种多样。

功能化油电混合驱动注塑机，节能降耗成型仅是混合驱动的能耗特性，而不是主要的成型的功能化特性。

4.9.1 功能化油电混合驱动注塑机的功能细分化的科学发展

功能细分化是功能化油电混合驱动注塑机科学发展的主要特点。

油电混合驱动的LED支架注塑机。LED支架成型加工的要求是，锁模位置的控制精密且重复精度高，注射的动态响应性能高且注射量的控制精度高。根据这些成型加工对注塑机的技术要求，合模部件采用伺服电机直接驱动肘杆机构，注射部件为高动态反映的伺服阀直接驱动单缸注射。如用伺服电机驱动螺杆型式，因伺服电机与螺杆的两者之间需用过渡机构，其动态反映性能低于液压伺服控制系统。

油电混合驱动的精密薄壁件注塑机。薄壁精密件的成型加工要求是，注射量的控制精密且重复精度高，对注塑的动态响应性能也有一定的要求，但比LED支架成型加工略低。根据这些成型加工要求，注射部件的动力驱动的伺服电机驱动，合模的动力驱动为液压动力驱动。为达到制品顶出与开模同步，以提高生产力，顶出可用伺服电机驱动。

4.9.2 油电混合驱动注塑机的科学发展要点

全电动驱动的特性是抗外界干扰性能强，实现从动机构的精密位置定位。液压伺服驱动的特性是能实现更高动态反映性能。根据伺服电机驱动和液压伺服驱动的各自性能优势，根据制品成型加工的特点和技术要求，开发油电混合驱动注塑机。

4.10 在线配混的挤注复合注塑机的科学发展

在线配混适应小批量注塑件的成型。注射成形高强度、高刚度的制品，首先是要具有高强度、高刚度的性能的高分子复合材料。市场上提供的高分子复合材料一般都是标准的大批量的复合材料，用户提出特殊性能要求的复合。

在线配混提高了材料配混的灵活性。材料由于受到数量的限制，原料生产单位一般不能满足用户的要求。用户自主创新配混注射成形的高强度、高刚度的性能的高分子复合材料。

复合材料的配方需要经过多次反复试验，才能得出结论。对于特殊性能要求的高强度、高刚度的高分子复合材料的注射制品，注射成形的高分子复合材料，必须自己研发配方，才能开发出特种性能的高分子复合材料。

在线配混就是把复合材料的挤出混炼和注射在一条生产线上一步完成。用户可以根据自己注射成形制品原材料的要求，直接把填充剂、添加剂和塑料原料一起喂入挤出机混炼塑化，注射成形制品。

在线配混节约稀缺材料、提高注塑件的力学性能。常规的配混挤出造粒及制品的注射成形在两台设备上进行，已配混好的复合材料再一次经注射螺杆的剪切塑化，损伤长玻璃纤维，不能保持长玻璃纤维的原来纤维长度，极大降低了制品的强度和刚度。

在线配混的挤注复合系统，把挤出配混塑化和柱塞射出两者组合起来的一种新型的塑化注射系统，发挥和挖掘两者各自的功能及性能，创新并提升了常规的螺杆往复式的塑化注射的性能和功能。挤出配混玻璃纤维、塑料及添加剂后直接塑化后柱塞注射，取消了传统工艺中挤出、熔融冷却、造粒、烘干等过程及设备，避免物料再次加热熔融以及分子量再次下降，节省了一次加热、塑化和冷却过程需要的能耗，制造具备超高粘度或超高强度的复合材料注射成型制品。满足了涉及定制配方的复合材料的制品成型。从而使最终制品的工艺过程具有工序少、流程短、能耗低、成本低、减少环境污染、不需预混料等特点。在线配混挤注复合系统是注射成形长玻纤增强材料的最有效的系统。

4.10.1 在线配混的挤注复合注塑机的功能细分化的科学发展

在线配混增加了塑料原料成分组成的灵活性、节约了原料塑化二次热能、提高了回料/废料直接利用的能力、提高了制品的品质。

4.10.1.1 异轴在线配混挤注符合系统

异轴在线配混挤注复合系统主要由混炼型挤出机与注塑机柱塞注射机构组合的系统，是大注塑挤注复合系统的特例，用混炼型挤出塑化取代普通型挤出塑化，挤出塑化和柱塞注射的两个部分通过熔融料流道相连通，两者不在同一轴心线上，所以称谓“异轴”。

根据在线配混的要求，配混的挤出机可用单螺杆、双螺杆、三螺杆。螺杆模块化积木组合式挤出配混结构提高配混的灵活性。挤出储料缸的设置形式根据具体情况设计。Engel公司以模块化方式把锁模力10 000 kN的Duo 7050/1000二板大型注塑机与德国Leistritz的长径比为36的直径50 mm的螺杆同向混炼平行双螺杆挤出机组合成一套异轴在线配混的挤注复合系统，而且，每个组件的标准功能都保持完整无缺，如果有必要，每一个组件都能独立于其它组件而运转。

模块化设计的挤出机塑化挤出配混熔融料，熔融料被挤入流道，流经打开的流道开关进入注射储料腔中，在达到设定注射量时，流道开关闭合，熔融料流动被中断，注射熔融料注射到模具中，并施加保持压力，在这段时间内，挤出机继续塑化挤出至熔融料储料腔中。

4.10.1.2 同轴在线配混挤注复合系统

挤注复合系统的挤出塑化和柱塞注射的两个部在同一轴心线上，所以称谓“同轴”，结构简洁。塑料复合材料的配混与注射在一条生产线上间断地运行。根据结构及运行的特点，配混复合材料的挤出塑化部件，适用于单螺杆配混挤出形式。主要用于流动性能差的配混复合材料的注射成形加工。Remaplan公司应用同轴在线配混挤注同轴挤注复合装置，直接把粉碎的回料与PF、添加剂等混合后，注射成型加强型托盘。

4.10.2 在线配混的挤注复合注塑机的科学发展要点

在一种基本在线配混的挤注成型功能的注塑机上，为用户留出一定范围内的配混工艺的扩展空间，用户只要花少量的投资，就可进行成型功能扩展，以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。不但为用户降低设备投入的成本而实现最大的经济效益，而且降低了社会物质资源的消耗及制造能源消耗。

4.11 碳纤维复合材料注射工程的科学发展

传统的碳纤维复合材料的手糊工艺和喷射成型工艺，污染环境、劳动强度大、制品的质量难以控制，不适宜大批量生产。

碳纤维复合材料实现注射成型节省了原材料、降低了制造成本，缩短了生产周期，实现大变量生产。

模内复合注射成型。首先使用碳纤维热压模内脱模技术，使碳纤维产品在毛坯出模时就不含脱模剂，产品经过精加工裁切至精确尺寸，铺设在封闭的注射模腔内，锁紧模具，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透增强材料后固化，然后脱模成型。需要注意的是碳纤维成型的产品毛坯肉厚的精度要高，通常公差不能超过±0.03，所以传统工艺上的打磨去除脱模剂的方法不可用。选用的注塑原料预碳纤维必须具有优良的黏合性能。

碳纤维复合原料在线混炼注塑。碳纤维与塑料经混炼，直接挤出输送至注射机筒储料腔，达到容量后，注塑活塞把熔融料注射进模腔。采用这种注塑工艺，可避免普通注塑过程中，复合材料原料再次塑化，造成二次剪切，碳纤维被剪断的弊病。

注塑机应具有高速高压的注射特性；模具应具有灵敏的加热和冷却的控制性能。

大连创达技术交易市场有限公司（发明专利项目编号：201010553387）发明公开了一种碳纤维复合的注塑成型方法，在保证注塑机料筒容积是塑件和流道等材料体积的2～5倍的前提下清洗注塑机；采用耐热工具钢制作模具，并对模具进行高精度抛光；采用膜型浇口，浇口厚度是1～2 mm，长度3～4 mm；将原料在150 ℃干燥的最少3 h或在160 ℃干燥2 h后在385～395 ℃料筒温度下注射，注射压力为120～140 MPa，模具温度为185～220 ℃，保温保压30 s即可成型。

科学发展要点：

（1） 碳纤维基材与塑料材料注射后的黏接力问题，使用改性树脂及改性塑胶原料，使双方能有效黏接，注塑材料选用改性PC、PC+ABS、PA等均可以黏接，且这类材料的注塑与碳纤维的接合面可以无缝衔接，完全溶合；

（2） 改良碳纤维成型的工艺及模腔表面处理技术，在碳纤维成型过程中，不使用脱模剂，使碳纤维表面成型后无脱模剂残留。

4.12 真空注塑机的科学发展

真空注塑成型是一种先进的注塑工艺（主动排气的方法），它的原理是模具合模后，使用真空辅助成型机将模具型腔抽成真空状态，随即快速注入塑料，从根本上解决模具型腔内部气体对制品成型的影响。完全解决模具排气不良引起的问题，并且能大大缩短成型周期，提高生产的效率。主要应用于：大型平板件；精密注塑件；薄壁注塑；冰箱抽抽屉等透明件；结构复杂的制品；筋深排气困难的制品；保险杠等汽车大型制品。

真空注塑成型优点：消除空气对成型的影响，从根本上解决排气不良现象；模具真空型腔容易填充，降低注塑压力和注塑机背压；加快注射速度，减少成型周期，提高生产效率；改善制品熔接线，提升制品品质；消除制品缺陷、烧焦、气泡现象；改善制品的充填效果，解决薄件制品充填困难问题；降低注塑压力和锁模力，达到大幅度降低成型能耗。

5 功能化塑料件引领创新创造功能化注塑机

创新创造功能化注塑机的灵感来自于功能化塑料件，而不是凭空想出来的。

威猛巴顿菲尔公司与PLASTO公司的合作，成功地将PLASTO公司的重达50 kg的HDPE材料的水产养殖浮漂支架塑料化。

威猛巴顿菲尔公司根据水产养殖浮漂支架的功能及成型性能，选择了一台Macro Power 1000/19000二板注塑机作为基础机型，螺杆直径165 mm，注射容量14 433 cm3。

为满足注塑量的要求，PLASTO 公司将葡萄牙的设备制造商PLASDAN公司选作另一合作伙伴，PLASDAN公司为该项目贡献了理论注射量为66 000 cm3、直径为250 mm的活塞式注射单元。该活塞注射单元在两个液压缸的作用下运行，它被安装在机器的塑化单元上方，并通过一个歧管阀，与来自机器注射单元的熔体流连接起来。

对于更大的注射量，首先填满的是活塞蓄流器，然后一股最大的料流从螺杆单元处被射入，它受到活塞式注射集料筒注射冲程的 推动。如果需要，除了活塞注射外，螺杆单元可并行于该注射过程，提供额外的熔流量并随之进行注射，其结果是获得了最大94.8 L或68 kg的HDPE注射量。

PLASTO公司贡献了自己的几项创新技术并将它们用于模具中，包括：一个浇注系统，其注嘴被安排在一个流动得到优化的位置；一个高性能的冷却系统；用于模内的特殊保压装置。之所以在模内增加这种特殊的保压装置，是因为较长的塑化时间导致机器的注射集料筒只能在一个相当短的时间内提供保压力或者根本不能提供。

因此，这项任务必须由装于模内的特殊的保压装置来完成。材料通过这些装置被压入型腔中，不仅有利于改善部件的表面质量，而且可确保塑料部件与冷的型腔壁之间持续保持接触。

通过充分利用所有这些选项，可使生产具有特定壁厚的产品的循环时间缩短到低于20 min。锁模单元上运行平稳的线性轴承，可节省驱动能，或缩短换模时间。所有的操作模式都能够通过威猛巴顿菲尔的UNILOG B6机器控制系统进行设定。

6 功能化注塑机的开发推动了注塑机的结构调整

近年来，功能化注塑机的开发逐步形成产品结构调整的共识。国内一些企业功能化注塑机的发展取得了一定的成效，涌现了较多的塑机新品种，在国内同行中树起了创新的标杆，拓宽了绿色化塑料加工领域，推动了注塑机的科学发展。

浙江申达机器制造股份有限公司注塑机分为标准、节能精密、专用等三大系列， AM汽配专用机、CH椅子专用机、FJ专用大容量注塑机、双色专用机、HE深桶专用机、HS高速包装专用机、手机专用机等功能化注塑机居于行业内领先地位。

柳州市精业机器股份有限公司注吹机，向功能细分化方向发展，LED灯罩全自动注吹一步法成型技术在国内处于领先水平，其垂直式注吹工艺已获的国家专利。注吹机达到了行业领先水平。

成立于1974年，具有40年发展历史的台湾富强鑫精密工业机械股份有限公司，发挥产品开发和制造的优势，多年来一致专注设备的高度定制化，为用户提供功能专用化的注塑机。2001年起即成立专案室及企划小组，研发医疗制品注射专用机、专用控制系统。

广东伊之密机械股份有限公司以“为客户提供细分行业的整体解决方案”为主导，为客户提供更加优质的选择。深入高速精密注塑机领域，研发世界上顶尖的高端技术完善产品系列。

泰瑞机器股份有限公司主攻超大型管件注塑机，为用户提供全套解决方案，成为国内大型管件注塑机的标杆。汽摩配家电专用系列、多色清（混）色系列、工程塑料专用系列等功能化注塑机在行业内具有领先优势。

7 功能化的工具箱包注吹机的自主创新

塑料工具箱包已成为一个功能化的塑机品种。工具箱包的传统成型采用塑化挤出—吹胀的挤吹工艺，设备的模头为连续挤出式。

工具箱包的制品特征为厚壁、吹胀比较小、尺寸精度要求不高；利薄。科学发展的绿色化方向是：缩短成型周期，以提高生产效率；提高成型原料中回料比例，以降低原料成本。

传统的挤吹成型方法存在以下缺陷。

（1）生产率低

工具箱包的挤出型坯被吹胀成型后，一般不需要冷却工序。连续挤出式模头的型坯的形成时间依赖挤出率，时间较长。整套成型工序按顺序进行，约束了成型周期缩短的空间，难以达到高生产率而获得高利润率。

（2）资源利用率低

适应原料性能差。连续挤出式模头适用于加工流动性好的塑料，不能加工含有较高比例回料的流动性差的混合塑料，降低制品原料成本的空间有限。

根据对挤吹工具箱包的成型工艺分析，提高工具箱包的绿色化成型加工性能，唯有注塑工艺可达到：注射高速可提高型坯挤出速率，同时可减少型坯挤出过程中的热量损失，降低吹胀的空气压力，达到节能降耗；高压注射对含有较高比例回料、流动性较差的高分子材料也能顺利挤出型坯，提高了资源利用率；注射速率高于挤出速率，缩短型坯的形成时间，并有利于提高熔接缝强度；注射结束后，可立即进入塑化工序，实现制品取出和塑化的两个工序同步进行，不必如挤吹中空成型那样，等制品取出后才能进入挤出塑化的工序，有利于缩短成型周期。

自主创新的功能化的工具箱包注吹机的技术要点如下。

（1）塑化部件的功能特点

把工具箱包挤吹机的塑化挤出改为塑化注射。塑化注射和导柱的布置形式由普通注塑机的上下平行式改为横向同一平面的平行式，以降低塑化注射部件的高度。塑化及注射的动力驱动源为系统的液压动力源。增加螺杆长径比，以适应吹塑对塑化质量的要求。

（2）型坯壁厚控制系统的功能特点

注射速度的变化达到控制型坯壁厚，省却了挤吹装置的专门配备的型坯壁厚控制的液压驱动系统。

（3）模头功能性能的改进要点

为适应注射的高速高压的挤出型坯，增加模心调节杆的强度。优化心型包络流道，提高熔接缝强度。

工具箱包注吹机的成型实例。工具箱包（外形：410×340×120 mm；型坯：2 000 g）的成型周期由常规的30 s缩短到18 s，成为国内成型同类工具箱包的周期时间最短、成型原料中回料比例最高的工具箱包成型机。

Scientif c development andinnovation of functional injection molding machine

Scientif c development andinnovation of functional injection molding machine

Zhang Yougen
（Ningbo Haida Plastics Machinery Co.， Ltd.， Ningbo 315200， Zhejiang， China）

Functional injection molding machine is special complex processing equipment with injection molding function， driving scientific development of injection molding technology. This paper puts forward the connotation of the functional injection molding machine， analyzes the existing concept issues in 10 areas of scientific development of the machine， outlines 8 characteristics of the scientific development of the machine， studies technology development status and scientific development point of 12 categories of the machine， exemplifies that functional plastic parts lead the innovation of the functional injection molding machine， and describes an independent innovative functional injection and blow molding machine for tool bags.

injection molding machines； functionalization； scientific development； research；independent innovation

TQ320.66+2

1009-797X（2015）16-0010-24

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.004

张友根，男，教授级高级工程师，现主要从事塑料机械的科学发展工作，终生享受国务院政府特殊津贴。发表论文近400篇。

2014-09-22