注塑机合模装置的发展

梁嘉宝（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心， 广东 广州 510530）

注塑机合模装置的发展

梁嘉宝（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心， 广东 广州 510530）

注塑机合模装置作为注塑机最主要的部件一直是各大厂商、公司技术竞争的重点，本文从注塑机合模装置的作用和设计要求出发，基于专利梳理了合模机构的技术演绎路线。

注塑;合模;发展;演绎;专利分析;申请人

0 引言

注塑机又称注塑成型机，是将热塑性塑料制成各种塑料制件的主要成型设备。注塑机主要包括注射装置、合模装置（又称锁模装置）、驱动装置。合模装置的性能好坏，直接关系到成型制品的质量高低。

1 注塑机合模装置的技术演绎路线

1.1 传统充液式合模装置

单缸直压式是最简单的液压合模装置，是传统全液压式的代表，最早的基础专利GB2990745A出现在1945年，是由英国IMPROVED PAPER MACHINERY公司提出的，它具有开合模行程长，开合模精度高，开模力大等优点，但也有如能耗高，成本高等缺点。为了解决单缸直压式力和速度之间的矛盾，液压合模装置在单缸直压式基础上发展成其他形式，如增压式、充液式等，较早期的专利申请有1968年的GB1220970A［1］和1971年的DE2119204A，都公开了充液式合模装置和增压式合模装置。

1.2 肘杆式合模装置

首先是单曲肘合模装置，该装置主要由模板、拉杆、单肘杆机构、顶出和调模装置、移模油缸等组成，具有能耗低、刚性好以及运动特性适合模具要求等显著特点，目前在注塑机的合模装置里仍被广泛采用。最早的基础专利（US3609816A［2］）是由美 国 公 司CINCINNATI MILLING MACHINE于1971年 提出的，且一个德国公司也于1971年提出了专利申请DE2156834A1，皆公开了一个由两根连杆组成的单曲肘合模机构。

为了弥补单肘杆增力倍数和承载能力受限的缺陷，双轴杆合模装置应运而生，1975年日本JAPAN STEEL WORKS LTD公司提出的基础专利JP昭50-6857B2中，公开了一种4铰点斜排列双肘杆合模机构。1985年日本专利JPS60139418A［3］公开了一种5铰点直排列双肘杆合模机构。1988年德国专利DE3715121A1公开了一种5铰点斜排列双肘杆合模机构。1990年也出现了关于5铰点斜排列双肘杆合模装置的中国实用新型申请CN2063873U［4］。

2 二板式合模装置

随着液压和电气控制技术的发展，使得液压式合模装置的液压系统结构大大简化、性能却得到不断的改善和提高、价格也越来越低，从而促使了二板式合模装置的产生。二板式合模装置是去掉了三模板合模装置后部的第三模板，锁模力直接作用在固定模具的两块板上，从而使得价格更低，空间更节约，开放式冲程更大，易于更换模具。其实，二板式合模机构的最早专利基础是早在1969年就出现了，是英国FARREL CORP公司的申请GB1149735A还具体公开了一个与二板合模机构相配套的锁定拉杆装置。而该二板合模机构技术的成熟发展阶段则是随着液压和电气控制技术日臻完善使用，出现在20世纪90年代。1987年宁波科教机械厂也提出了关于二板式合模装置的中国专利申请CN86204016Y［5］是直接采用锁模油缸进行锁模的。

3 电动合模装置

国际上，日本株式会社名机制作所首先成功研制出了注塑机专用伺服电机，从而为发展全电动机械合模机构开辟了道路。电动合模装置主要运用于全自动式注塑机，其控制部分均采用伺服电机代替原来的液压装置。这种机构的特点是，由于使用伺服电机，可以使肘杆在不同角度停下来，因此有利于锁模力的改变及可以进行压缩成型，而且噪音低，可控精度较高，且无污染，绿色环保。1994年日本专利申请JPH0679732A就公开了一种全电动锁模机构。

4 无拉杆合模装置

无拉杆合模装置是一种无动定模板间拉杆的机构，它打破了传统的四拉杆合模装置的合模力学形变概念，不依靠拉杆传递锁模力，所以其结构的关键是设计坚固的基础构架。最早的专利基础是由ENGEL公司于1989年公开的EP0311133A1，其公开了世界上第一台无拉杆注塑机，引起了许多人的关注。

［1］（CLON） RJ COLLION， Mould clamping mechanism for injection moulding machines;英国 ，GB1220970A［P］.1967-10-17.

［2］（CAARL） CINCINNATI MILLING MACHINE CO， Hydraulic clamp for moulding machine［P］，US3609816A［P］.1970-02-20.

［3］（FUFA） FUJITSU FANUC LTD， Mould clamping mechanism of injection moulding machine［p］，JPS60139418A［P］：日本.1985-07-24.

［4］北京化工学院，曲肘合模装置注射机：中国，CN2063873U［P］.1990-10-17.

［5］宁波科教机械厂，直压式二模板多缸差动锁模机构：中国，CN86204016Y［P］. 1987-04-15.